Open Access

Richard Krause

• In der Abhandlung dieser Arbeit wird das Einlassventil einer DFP6.1 Pumpe hinsichtlich der Ventildynamik und des Verschleißverhaltens untersucht. Ziel der Untersuchung ist es Kenntnisse zu gewinnen, die als Lösungsansätze in die Ventilkonstruktion einfließen können, um ein durchflussstarkes und druckstabiles Ventil für Applikationen bis zu 2500 bar Systemdruck zu generieren. Dabei soll eine stabile Arbeitsweise für die gesamte Lebensdauer sichergestellt werden. Um eine Einordnung der Leistungsfähigkeit des vollständig integrierten Einlassventiles vorzunehmen, wird es in einer ausführlichen Studie mit aktuellen Konkurrenzprodukten verglichen. Die Verschleißentstehung wird theoretisch betrachtet und anschließend mit Hilfe der numerischen Fluidmechanik (CFD) im Hinblick auf Kavitationsschäden genauer untersucht. Unter Einbeziehung der Finite-Elemente-Methode (FEM) wird ein Verschleißmodell erstellt, welches den Zusammenhang zwischen Anpressdruck und kumuliertem Gleitweg darstellt. In einer ausführlichen Versuchsreihe wird der Verschleißfortschritt am Ventilsitz ermittelt, sodass ein Bezug zwischen Verschleißmenge und Bewegungszyklen aufgezeigt werden kann. In einem weiteren Abschnitt wird das Öffnungs- und Schließverhalten in unterschiedlichen Betriebspunkten der Pumpe analysiert. Dafür wird eine Hubmessung am Standardeinlassventil im statischen und dynamischen Zustand durchgeführt. In einem weiten Versuch wird der Einfluss einer Dämpfungshülse, die das Einlassventil isoliert, genauer untersucht. Diese Untersuchung liefert klare Hinweise über die Funktion und Belastbarkeit des Einlassventilstößels und
• Within this study the inlet valve operating in the DFP6.1 pump was investigated with regards to valve dynamics and wear behaviour. The objective of this analysis was to gain knowledge of the inlet valve and to introduce these solution approaches into the valve design which should generate a capable valve for a 2500 bar system pressure application. Thereby a stable operating principle has to be ensured over life time. To evaluate the capability of the fully integrated inlet valve a detailed study to compare it against current competitor products was conducted. The generation of wear was considered theoretically and with the help of computational fluid dynamics (CFD) damage on the inlet valve seat caused by cavitation was investigated subsequently. By use of the finite element analysis (FEA) a wear model was created which pointed out the relationship between contact pressure and cumulative sliding. In an extensive range of testing the wear progression on the valve seat was established to relate between wear amount and cycles of valve opertions. Another section focused on the opening and closing behaviour of the valve running the pump in different operating points. For that reason a lift measurement on the standard production inlet valve was conducted for static and dynamic test conditions. Furthermore the influence of a damping cap isolating the inlet valve from its environment was analysed. As a result this thesis gives advises regarding the function and capability of inlet valve stem and seat.