Aeroakustische Optimierung eines Serienlüfters zur Kühlung von Linde Gabelstapler Diesel- und Treibgasmotoren der Baureihe 352-03 (Blattausßendurchmesser 430mm) - Teil III

Abstract

Im vorliegenden Teil III der Zusammenarbeit mit der Firma Linde AG wird zunächst von der TU Braunschweig, Institut für Turbulenzmaschinen, ein 8-Blatt Hochleistungs-Lüfter für die Gabelstapler der Baureihe 352-03 nach der Methode des radialen Gleichgewichts entworfen. Die dazu notwendigen Entwurfsdaten wurden über die Meßdaten eines Referenzlüfters, der im realen Gegengewicht des Gabelstaplers vermessen wurde, bestimmt. Danach wird ein Prototyp aus Aluminium angefertigt und aeroakustisch vermessen. Die angestrebten Entwurfsdaten werden annähernd erreicht. Der Gesamt Lärmpegel liegt etwa 5 dB unter dem des Referenzlüfters. Es stört jedoch noch ein diskreter Ton. Zur Lärmpegel-Reduktion des diskreten Tons wird der Lüfter noch anschließend vom Institut für Entwurfsaerodynamik der DLR akustisch optimiert. Dazu wird nicht wie im vorhergehenden Fall ein halbempirisches Verfahren zur Berechnung diskreter bzw. periodischer Signale benutzt, das mit einem Optimierungscode (Gradientenverfahren) gekoppelt ist. Optimierungsparameter ist die Blatttiefe und Auffäderung. Das Ergebnis ist ein Lüfter mit sichelförmigen Blättern, deren Sichelung rückwärts bzw. in Strömungsrichtung gepfeilt sind. Die theoretisch berechnete Lärmminderung infolge Sichelung beträgt 6 dB. Im Modellexperiment mit einem Lüfter von 442 mm Durchmesser und gleichförmiger Zuströmung wurden jedoch nur 4 dB erreicht. Danach wurde der Lüfter im Fahrzeug eingebaut und vermessen. Die an Fahrerohr gemessene Lärmminderung des Gesamtgeräuschs (Motor und Lüfter) betrug im Vergleich zum Referenzlüfter Eaton bei 3000U/min bei Triebgasmotor ca. 2 dB und beim Dieselmotor 0 dB. Zusätzlich wurde ein um ca. 15% höherer Wirkungsgrad als beim Eaton-Lüfter erreicht. Dabei erzeugte der Lüfter beim Triebgasmotor die geforderte Kühlleistung und verfehlt sie beim Dieselmotor jedoch um 1 Grad. Alle übrigen Ziele wurden jedoch innerhalb des relativ knapp gesetzten Zeitrahmens erreicht.