Mise en œuvre d’une méthodologie d’amélioration de la conception d’une pompe hydraulique à pistons par plans d’expériences numériques - Université de technologie de Compiègne Access content directly
Conference Papers Year : 2019

Mise en œuvre d’une méthodologie d’amélioration de la conception d’une pompe hydraulique à pistons par plans d’expériences numériques

Franck Maurice
  • Function : Author
Louis Claude Porel
  • Function : Author
François Porel
  • Function : Author
Eric Noppe
  • Function : Author
  • PersonId : 1063269
  • IdHAL : noppe-utc
Zohra Cherfi-Boulanger
Benoit Eynard

Abstract

Design and make products more efficient as well as green while reducing manufacturing cost are the main concern of industrials. Low compressibility ratio of the hydraulic fluids gives to hydraulic pistons pump an incomparable power density. In that way, a large number of researches are dedicated to understand and describe complex physical phenomenon that govern the dynamic of these machines. A part of them is also focusing on modelling and improving their performance. Our works target to improve the design and the efficiency of an axial piston pump type TXV made by Hydro Leduc. We built a real virtual test bench by modelling the behaviour of the pump on AMEsim® software in terms of cavitation and volumetric efficiency. We enforced an optimization strategy relying on numerical design of experiments led on ANSYS® Design Explorer focusing on studying the delaying angles, the precompression and decompression grooves of the valve plate. Performing optimization using Response Surface Method (RSM), we defined design configurations that minimize pressure ripple, pistons chamber overshoot and undershoot for different operating conditions.
Concevoir et fabriquer des produits de plus en plus performants dans le respect de l'environnement tout en diminuant les coûts de production sont les défis à relever les industriels. La faible compressibilité des fluides hydrauliques confère aux pompes hydrauliques à pistons une puissance massique inégalable. Dans ce sens, de nombreuses recherches sont dédiées à la compréhension et à la description des phénomènes physiques complexes qui régissent la dynamique de ces machines. Elles portent aussi sur la modélisation et l'amélioration de leurs performances. Dans cet article, nous proposons une modélisation du comportement réel de la pompe dans l’environnement AMEsim®, en créant un véritable banc d’essais virtuel. Une stratégie d’amélioration des performances de la pompe reposant sur les plans d’expériences numériques, nous a permis d’étudier les angles de temporisation ainsi que les rainures de précompression et décompression de la glace de distribution. Nous avons ainsi observé l’effet de plusieurs paramètres de conception de ces rainures sur les pulsations de pression de refoulement, le pic de pression (overshoot) ainsi que la chute de pression (undershoot) dans la chambre des pistons de la pompe à améliorer. Par la méthode d’optimisation en surfaces de réponse (RSM), nous avons déterminé une configuration minimisant le pic de pression pour différentes conditions de fonctionnement et obtenu des résultats intéressants concernant la glace de distribution.
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Dates and versions

hal-04294285 , version 1 (13-02-2024)

Identifiers

  • HAL Id : hal-04294285 , version 1

Cite

Franck Maurice, Louis Claude Porel, François Porel, Eric Noppe, Zohra Cherfi-Boulanger, et al.. Mise en œuvre d’une méthodologie d’amélioration de la conception d’une pompe hydraulique à pistons par plans d’expériences numériques. 24ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2019, Brest, France. ⟨hal-04294285⟩
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