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Concentric extends pump testing facilities
19-03-2012

Under an ongoing programme of investing in its test facilities, Concentric AB has installed four new test stations for coolant pumps at its Birmingham, UK facility, which houses the group's R&D team.

The new test stations will enable accurate performance evaluation of of engine coolant pumps, by measuring their flow, pressure, power consumption and cavitation performance.

The test rigs were purpose-built to Concentric's specification and are computer-controlled to enable the replication of engine drive cycles, as experienced in the most demanding applications, while providing real-time streamed data capture.  The system can test coolant pumps with flow rates up to 1000 litres per minute at pressures up to 6 bar, and at operating speeds approaching 10,000 rpm.  Rapid acceleration and fast changes in coolant temperatures can all be programmed into the system.
Discussing the introduction of the new test facilities in Birmingham , David Williams, Concentric's Technical Director commented: “This is an important advance in our our ability to test coolant pumps up to and beyond the limit that they are ever likely to experience.  It is also among the most advanced facilities anywhere in our industry.  Physical testing reinforces the success we have had in streamlining the development cycle using CFD (computational fluid dynamics) and FEA.”

Computational fluid dynamics is used extensively at Concentric to accelerate development. Once an initial concept has been completed CFD is utilised to improve the flow through the pump and in particular optimise the efficiency and hence reduce the power required to drive the pump.  It is also used to optimise cavitation performance, which is becoming increasingly important as customers demand ever more durable pumps.

FEA is also used to look at the natural frequencies of the components to make sure that they are not within the range of the engine forcing frequencies.  Through the use of FEA it has been possible to reduce the number of development phases at Haldex Concentric by optimising the design before the components are manufactured.

 

Concentric erweitert Prüfeinrichtungen für Pumpen
Im Rahmen seiner fortlaufenden Investitionen in die unternehmenseigenen Prüfeinrichtungen hat Concentric AB im Werk Birmingham (Großbritannien), wo auch das F&E-Team beheimatet ist, vier neue Prüfstationen für Kühlmittelpumpen eingerichtet.

Die neuen Prüfstationen messen Durchfluss, Druck, Leistungsaufnahme und Kavitation von Motor-Kühlmittelpumpen und ermöglichen so eine präzise Leistungsbewertung.
Sie wurden speziell nach den Vorgaben von Concentric konstruiert und sind computergesteuert. Auf diese Weise können sie Motor-Betriebszyklen simulieren, wie sie in den anspruchsvollsten Anwendungen auftreten, und liefern zugleich Messdaten in Echtzeit. Das System kann Kühlmittelpumpen mit Durchflussraten von bis zu 1000 Litern pro Minute, Drücken bis zu 6 bar und Betriebsdrehzahlen bis annähernd 10.000 U/min prüfen. Starke Beschleunigungen und schnelle Veränderungen der Kühlmitteltemperaturen lassen sich ebenfalls einprogrammieren.

Zur Einführung der neuen Prüfeinrichtungen in Birmingham sagte David Williams, technischer Leiter von Concentric: „Dies ist eine wichtige Erweiterung unserer Fähigkeiten zur Prüfung von Kühlmittelpumpen bis über die Grenzen ihrer wahrscheinlichen Nutzung hinaus. Diese Einrichtungen gehören zu den fortschrittlichsten ihrer Art in unserer gesamten Branche. Die physikalische Prüfung verstärkt unseren bisherigen Erfolg bei der Rationalisierung des Entwicklungszyklus mithilfe von numerischer Strömungsmechanik (CFD, Computational Fluid Dynamics) und FEA.“

Numerische Strömungsmechanik kommt bei Concentric umfassend zur Anwendung, um die Entwicklung zu beschleunigen. Nach Fertigstellung eines anfänglichen Konzepts wird mithilfe von CFD der Durchfluss durch die Pumpe verbessert und insbesondere die Effizienz optimiert, was wiederum die erforderliche Leistung zum Betreiben der Pumpe reduziert. Außerdem kann CFD helfen, die Kavitationsleistung zu optimieren - ein zunehmend wichtiger Aspekt, da Kunden immer robustere Pumpen verlangen.
Ferner kommt FEA zum Einsatz, um die natürlichen Frequenzen der Komponenten zu analysieren und so zu gewährleisten, dass sie nicht im Bereich der Motor-Erregerfrequenzen liegen. Dank FEA war es möglich, das Design schon vor Fertigung der Komponenten zu optimieren und die Anzahl der Entwicklungsphasen bei Haldex Concentric zu reduzieren.

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An engineer prepares one of the new rigs at Concentric AB's Birmingham facility for a test run.

Ein Ingenieur bereitet einen der neuen Prüfstände bei Concentric AB in Birmingham für einen Probelauf vor.