WYBRANE SPRAWNOŚCI UKŁADU ZE STEROWANIEM PROPORCJONALNYM SIŁOWNIKA

Transkrypt

1 Grzegorz Sore Aademia orsa w Gdyni WYBRANE SPRAWNOŚCI UKŁADU ZE STEROWANIE PROPORCJONALNY SIŁOWNIKA Istnieją obszary nierozpoznane, związane z zachowaniem się elementów w uładach hydraulicznych o różnych struturach. Bra często świadomości dotyczącej proporcji strat energetycznych, objętościowych, ciśnieniowych i mechanicznych występujących w elementach. Zagadnienia związane ze sprawnością energetyczną są istotne dla poprawy funcjonalności i podniesienia jaości hydrostatycznych uładów napędowych, charateryzujących się, obo niewątpliwych zalet, stosunowo nisą sprawnością w porównaniu z innego rodzaju napędami. Sprawność energetyczna przeładni hydrostatycznych zwłaszcza ze sterowaniem dławieniowym prędości silnia, a taże sprawność uładów serwomechanizmów hydraulicznych, może być w rzeczywistości wyższa od wartości najczęściej podawanych w literaturze przedmiotu. ożliwość obliczania rzeczywistej sprawności całowitej uładu hydraulicznego jao funcji wielu parametrów o niej decydujących staje się narzędziem całościowej oceny jaości projetowanego uładu. W artyule porównano sprawności uładów o sterowaniu proporcjonalnym siłownia ze sprawnością uładu o sterowaniu objętościowym pompą o zmiennej wydajności. Poazano również dwa schematy badanych uładów hydrostatycznych, przedstawiono ich zasadę działania oraz problematyę badań strat w elementach i sprawności energetycznej uładów sładających się z zespołu zasilającego, zespołu sterowania i siłownia. Słowa luczowe: uład hydrostatyczny, laboratoryjne stanowiso badawcze, strutury sterowania, rozdzielacz proporcjonalny, siłowni, sprawność, straty energetyczne. WSTĘP W poszuiwaniu rozwiązań energooszczędnych opracowuje się i dosonali metody obliczeniowe sprawności energetycznej uładów wyorzystujące wspomaganie omputerowe. Ułady hydrostatyczne odgrywają w nowoczesnych maszynach bardzo ważną rolę. Duża liczba obecnie budowanych maszyn ma mniej lub bardziej rozbudowane ułady napędowe hydrostatyczne lub eletrohydrostatyczne, a w wielu z nich ułady te stanowią najważniejszą ich część. Elementy wyonawcze, jaimi są silnii hydrauliczne liniowe siłownii, znalazły między innymi szeroie zastosowanie w maszynach i urządzeniach lądowych oraz orętowych. Niezaprzeczalnymi zaletami siłowniów są: możliwość realizacji ruchu postępowego, niezawodność, prostota onstrucji, stosune siły użytecznej do masy elementu [1].

2 G. Sore, Wybrane sprawności uładu ze sterowaniem proporcjonalnym siłownia 99 Rys. 1. Schemat badanego uładu zasilanego przy stałym ciśnieniu strutura p = cte Fig. 1. Diagram of the tested system supplied at a constant pressure the structure of p = cte Najczęściej spotyanym uładem sterowania proporcjonalnego silnia hydraulicznego liniowego jest system (rys. 1), w tórym rozdzielacz proporcjonalny zasilany jest pompą o stałej wydajności współpracującą z zaworem przelewowym stabilizującym stały poziom ciśnienia zasilania p = cte. Uład ten uzysuje wysoą sprawność energetyczną, blisą sprawności uładu bez sterowania dławieniowego, jedynie w puncie o masymalnych wartościach współczynnia obciążenia i współczynnia ω prędości silnia. Przy obniżającym się obciążeniu silnia, a szczególnie przy jednoczesnym obniżaniu się prędości silnia, sprawność η uładu gwałtownie maleje [9, 10, 11].

3 100 ZESZYTY NAUKOWE AKADEII ORSKIEJ W GDYNI, nr 81, listopad 013 Rys.. Schemat badanego uładu z rozdzielaczem proporcjonalnym zasilanym pompą o stałej wydajności współpracującą z zaworem przelewowym sterowanym w systemie zmiennego ciśnienia p = var [10] Fig.. Diagram of the tested system with proportional valve fed by a constant capacity pump cooperating with the controlled overflow valve in a variable pressure system p = var [10] Istnieją możliwości zmniejszania strat energetycznych w elementach uładu o sterowaniu proporcjonalnym (w pompie, w zespole sterowania dławieniowego i w silniu hydraulicznym, szczególnie w silniu liniowym), a więc możliwości podwyższania sprawności energetycznej uładu z rozdzielaczem dławiącym. Uład hydrostatyczny napędu i sterowania proporcjonalnego silnia hydraulicznego liniowego może być zasilany pompą o stałej wydajności współpracującą z zaworem przelewowym stabilizującym ciśnienie zasilania rozdzielacza proporcjonalnego na poziomie ciśnienia nominalnego (rys. 1), bądź pompą współpracującą z zaworem przelewowym sterowanym ciśnieniem na dopływie do odbiornia. Uład zmiennociśnieniowy p = var (rys. ) umożliwia obniżenie strat w pompie, w zespole sterowania i w silniu hydraulicznym liniowym [9, 10, 11].

4 G. Sore, Wybrane sprawności uładu ze sterowaniem proporcjonalnym siłownia 101 W uładzie zmiennociśnieniowym p = var można poważnie obniżyć struturalne straty ciśnieniowe i objętościowe w zespole sterowania dławieniowego, straty mechaniczne w siłowniu i pompie oraz straty objętościowe w pompie. Opis matematyczny strat i sprawności przedstawiony został w pracach [9, 10, 11]. Zasadniczy wpływ na sprawność uładu hydrostatycznego ma jego strutura. Jej wpływ jest rozważany najczęściej przy założeniu idealnej pompy i silnia oraz przypuszczeniu, że występujące w rzeczywistości w pompie i silniu straty energetyczne spowodują dalsze proporcjonalne obniżenie sprawności całowitej uładu. Obraz wzajemnego wpływu strat wszystich elementów uładu hydrostatycznego oazuje się jedna dużo bardziej złożony [7]. ZNACZENIE BADAŃ Zagadnienia związane ze sprawnością energetyczną są istotne dla poprawy funcjonalności i podniesienia jaości hydrostatycznych uładów napędowych, charateryzujących się, obo niewątpliwych zalet, stosunowo nisą sprawnością w porównaniu z innego rodzaju napędami. Prace poświęcone opisaniu wpływu poszczególnych parametrów onstrucyjnych i esploatacyjnych na sprawność uładu hydrostatycznego są cenne. Pozwalają, między innymi, sonfigurować uład zapewniający minimum strat. Poruszany temat jest ważny oraz istotny w dysusji i opisywaniu rozwoju napędów hydrostatycznych. Sprawność energetyczna przeładni hydrostatycznych zwłaszcza ze sterowaniem dławieniowym prędości silnia, a taże sprawność uładów serwomechanizmów hydraulicznych, może być w rzeczywistości wyższa od wartości najczęściej podawanych w literaturze przedmiotu. ożliwość obliczania rzeczywistej sprawności całowitej uładu hydraulicznego w funcji wielu parametrów o niej decydujących staje się narzędziem całościowej oceny jaości projetowanego uładu. ożliwość taiej oceny jest istotna również ze względu na stosowanie hydrostatycznych uładów sterowania i regulacji w różnorodnych maszynach i urządzeniach, a taże ze względu na wzrastającą moc napędu hydrostatycznego w dobie rosnących wciąż osztów wytwarzania energii [ 8]. W uładzie o zbyt nisiej sprawności wzrasta obciążenie, przede wszystim pompy, co prowadzi do zwięszonego ryzya jej awarii i onieczności naprawy lub wymiany, a taże do rótszego oresu esploatacji. Zbyt nisa sprawność uładu, wyniająca najczęściej z intensywnego dławienia strumienia cieczy, stanowi też źródło szybiego pogarszania się cech esploatacyjnych, zwłaszcza właściwości smarnych oleju hydraulicznego, co jest wyniiem zbyt wysoiej temperatury pracy czynnia roboczego nośnia mocy w przeładni hydrostatycznej. Porównanie mocy strat występujących w elementach stanowi informację ułatwiającą projetowanie nowego uładu. Porównanie bilansów energetycznych pod ątem wielości mocy strat występujących w różnych uładach pozwala na szersze spojrzenie przy wyborze optymalnego rozwiązania.

5 10 ZESZYTY NAUKOWE AKADEII ORSKIEJ W GDYNI, nr 81, listopad 013 Do zaresu podstawowych badań w napędach i sterowaniach hydrostatycznych można zaliczyć badanie sprawności elementów i uładów, z uwzględnieniem szczegółowej analizy źródeł powstawania poszczególnych strat energetycznych. Sprawność energetyczną, będącą jedną z najważniejszych cech charateryzujących uład, definiuje się jao stosune atualnej, wymaganej przez napędzane urządzenie, mocy użytecznej P u silnia hydraulicznego do, odpowiadającej tej wartości P u, mocy P Pc pobieranej przez pompę na jej wale od napędzającego ją silnia (eletrycznego, spalinowego). W przypadu niewłaściwego doboru typu uładu może to sutować wzrostem temperatury oleju hydraulicznego, a co za tym idzie, spadiem jego lepości, co z olei powoduje spade sprawności poszczególnych elementów, ja i wpływa na charaterystyi ruchowe uładu. W związu z tym sprawność energetyczna może być czynniiem decydującym o możliwości zastosowania uładu w onretnym przypadu. Natomiast jej szczegółowa analiza nierzado prowadzi do udosonaleń onstrucyjnych różnych elementów uładu. Jedna podnoszenie jaości uładów hydrostatycznych nie może następować wyłącznie przez ulepszanie elementów [10]. Przyładowo, na rysunu 3 zilustrowano wyresy sprawności struturalnych η st przy wybranych współczynniach ω prędości siłownia. Sprawność struturalna η st, czyli sprawność zespołu sterowania dławieniowego, jest iloczynem sprawności η stp struturalnej ciśnieniowej (związanej z rozdzielaczem proporcjonalnym) i sprawności η stv struturalnej objętościowej (związanej z zaworem przelewowym): η st = η stp η stv. (1) Sprawność η st dwóch badanych uładów może dojść do wysoich wartości przy granicznych wartościach współczynnia ω prędości i współczynnia obciążenia siłownia (rys. 3). W puncie szczytowym straty związane z przelewem cieczy do zbiornia zbliżają się do zera (czyli sprawność struturalna objętościowa η stv zbliża się do jedności), straty związane ze spadiem ciśnienia w rozdzielaczu taże zbliżają się do zera (sprawność struturalna ciśnieniowa η stp zbliża się do jedności). Wyorzystuje się w tym zaresie prawie całowicie moc dostarczaną przez pompę [10]. W przypadu zmniejszania obciążenia siłownia, sprawność uładu stałociśnieniowego p = cte maleje liniowo, taże sprawność uładu zmiennociśnieniowego p = var maleje, ale dużo wolniej. Sprawność struturalna η st uładu p = cte, przy współczynniu obciąże- ω jego prędości rów- nia siłownia równym = 0,10 i przy współczynniu nym ω = 0,875 (v = 0,350 m/s), przyjmuje wartość η st = 0,10. Natomiast sprawność struturalna η st uładu p = var, przy tych samych współczynniach obciążenia i prędości siłownia, wynosi η st = 0,44. Z olei sprawność η st uładu p = cte, przy współczynniu obciążenia siłownia równym = 0,80 i przy współczynniu ω jego prędości równym ω = 0,875 (v = 0,350 m/s), przyjmuje wartość η st = 0,8. Natomiast sprawność struturalna η st uładu p = var, przy tych samych współczynniach obciążenia i prędości siłownia, wynosi η st = 0,87 [10].

6 G. Sore, Wybrane sprawności uładu ze sterowaniem proporcjonalnym siłownia 103 Sprawność struturalna η st zespołu sterowania dławieniowego w uładzie stałociśnieniowym (p=cte) i zmiennociśnieniowym (p=var) - oreślona symulacyjnie w oparciu o współczynnii i strat wyznaczone laboratoryjnie ηst (p= var) η st(p= cte) ( 1+ ) 7. + ( rs ) 6. Q Q = p Q 1 p ( + ) (1 + 7.) + 6Q + 8Q = 1+ a[(1 )(1 ) Q ] Q 1 P 5 pp p p DE P= p = 7.1+ (1 + 7.)+ 6.1 Q+ r S rs 6.Q + n 5 10, n p Q P Δ, ω = Q ( 1 1)(1 ) 1 ω = Q p=cte p=var p = cte : a = = = = 0.0 = = = = 0 p = var : 5 = 0.0 = = = = r s = 1 st sprawność struturalna η ω (v =0.350m/s) =0.875 ω =0.750 (v =0.300m/s) ω (v =0.50m/s) =0.65 ω =0.500 ω =0.375 (v =0.150m/s) ω =0.50 ω =0.188 ω =0.15 (v =0.050m/s) ω =0.063 (v =0.00m/s) (v =0.100m/s) (v =0.075m/s) (v =0.05m/s) współczynni obciążenia Rys. 3. Zależność sprawności struturalnej η st uładu stałociśnieniowego (p = cte) i zmiennociśnieniowego (p = var) od współczynnia obciążenia przy różnych współczynniach ω prędości siłownia [10] Fig. 3. Dependence of structural energy efficiency η st of the constant pressure system (p = cte) and variable pressure system (p = var) from the load coefficient at the different linear motor speed coefficient ω [10] Reasumując, znaomite podwyższenie sprawności η st struturalnej uładu p = var widoczne jest przy więszych współczynniach ω prędości i przy mniejszych współczynniach obciążenia siłownia. Natomiast przy najwięszych współczynniach obciążenia siłownia sprawności η st struturalne dwu porównywanych strutur są sobie równe. Na rysunach 4 i 5 przedstawiono sprawność całowitą η uładu stałociśnieniowego (p = cte) i zmiennociśnieniowego (p = var) oraz uładu z pompą o zmiennej wydajności (Q P = var) w funcji współczynnia obciążenia przy różnych współczynniach ω prędości siłownia.

7 104 ZESZYTY NAUKOWE AKADEII ORSKIEJ W GDYNI, nr 81, listopad 013 sprawność całowita η Sprawność całowita η uładu stałociśnieniowego (p=cte) i zmiennociśnieniowego (p=var) oraz uładu z pompą o zmiennej wydajności (Q P=var) - oreślona symulacyjnie w oparciu o współczynnii i strat wyznaczone laboratoryjnie η ( p = var) = Q 1 pp 4.1+ ( 1+ ){ 4. pp + 3 [ 1 ( 1+ ) p ] } P p P pde p P = p = ( ) Q + r S rs 6.Q + n 5 10 n p + + Δ pde pn = rs p=cte p=var Q =var P [ ) ], ω 5 ( 1 Q + 10 =Q ω =0.063 (v =0.05m/s) Δ ω (v =0.350m/s) =0.875 { [ ] X } Q p = + (1+ ) + + ) Q + Q ( X 1p η = P ) Y ( QP = var) 4.1+ ( 1+ ) 4. pp + 3Q P 71. ω Q = +9 Q ( p= cte) = 1 ( [ (1+ 7. ) ] Y = { Q [ (1+ 7. ) ]} 1 1 X = pp p Q P p P η X = 1+ a[ ( 1 1)( 1 ) Q ], ( )[X + 3(1 1) (1 ) ] ω = Q 0.5 p = cte : a = = = = = = p = var : 1 = = = 0.00 = = = 0.0 = = = = = r s = 1 QP= var : 1 = = = 0.00 = = = 0.0 = = = = 0 9 = 0 współczynni obciążenia Rys. 4. Zależność sprawności całowitej η uładu stałociśnieniowego (p = cte) i zmiennociśnieniowego (p = var) oraz uładu o sterowaniu objętościowym pompą o zmiennej wydajności (Q P = var) od współczynnia obciążenia przy różnych współczynniach ω prędości siłownia (sprawność oreślona symulacyjnie na podstawie współczynniów i wyznaczonych laboratoryjnie; prędość v = 0,350 m/s ( ω = 0,875) była najwyższą prędością siłownia zrealizowaną w tracie badań) [10] Fig. 4. Dependence of total energy efficiency η of the constant pressure system (p = cte) and variable pressure system (p = var) and volume control system for variable displacement pump (Q P = var) at the various load coefficient of cylinder speed (efficiency defined by simulation based on laboratory received coefficients set i ; speed v = 0,350 m/s ( ω = 0,875) was the highest hydraulic cylinder speed realized during researches) [10] W przypadu uładu o sterowaniu objętościowym pompą o zmiennej wydajności (Q P = var) powięszenie współczynnia obciążenia siłownia powoduje gwałtowny wzrost sprawności całowitej η uładu (rys. 4). Natomiast sprawność strutur o sterowaniu dławieniowym zasilanych pompą o stałej wydajności jest przy małym współczynniu ω wyraźnie niższa od sprawności sterowania objętościowego o tym samym ω, ponieważ straty struturalne są ta duże.

8 G. Sore, Wybrane sprawności uładu ze sterowaniem proporcjonalnym siłownia 105 Wzrost prędości siłownia powoduje proporcjonalny wzrost sprawności uładów p = cte i p = var, natomiast, przy powięszaniu prędości v siłownia, względny przyrost sprawności uładu zasilanego pompą o zmiennej wydajności jest mniejszy (rys. 4). Sprawność całowita η uładu stałociśnieniowego (p=cte) i zmiennociśnieniowego (p=var) przy współczynniu 10 równym i oraz uładu z pompą o zmiennej wydajności (Q P=var) - oreślona symulacyjnie 1.0 p=cte p=var 0.9 ω (v =0.380m/s) =0.939 Q =var P ω (v =0.380m/s) = = sprawność całowita η ω (v =0.380m/s) = = współczynni obciążenia Rys. 5. Zależność sprawności η uładu stałociśnieniowego (p = cte) i zmiennociśnieniowego (p = var) przy współczynniu 10 = 0,065 rozdzielacza proporcjonalnego zastosowanego w badaniach i w przypadu ewentualnego zastosowania rozdzielacza więszego z 10 = 0,010 oraz uładu o sterowaniu objętościowym pompą o zmiennej wydajności (Q P = var) od współczynnia obciążenia przy współczynniu prędości siłownia ω = 0,939 (v = 0,380 m/s) wyniającym z masymalnej wydajności Q Pmax pompy. asymalne wartości η max trzech rozpatrywanych uładów zbliżają się [10] Fig. 5. Dependence of the energy efficiency η of constant pressure system (p = cte) and variable pressure system (p = var) with a proportional valve coefficient 10 = 0,065 used in the researches and the possible application of proportional valve more with 10 = 0,010 and volume control system for variable displacement pump (Q P = var) by the load factor of motor speed coefficient ω = 0,939 (v = 0,380 m/s), resulting in maximum efficiency pump Q Pmax. The maximum value η max of three considered systems approach [10]

9 106 ZESZYTY NAUKOWE AKADEII ORSKIEJ W GDYNI, nr 81, listopad 013 Na rysunu 4 można zauważyć, że 14-rotny wzrost prędości siłownia w badanych struturach powoduje ooło 14-rotny wzrost ich sprawności. Dla porównania, 14-rotny wzrost prędości siłownia w struturze Q P = var powoduje ooło -rotny wzrost jej sprawności (od η = 0,39 przy ω = 0,063 i = 0,875 do η = 0,78 przy ω = 0,875 i = 0,875). Na rysunu 5 przedstawiono sprawność η uładu stałociśnieniowego (p = cte) i zmiennociśnieniowego (p = var) przy współczynniu 10 = 0,065 rozdzielacza proporcjonalnego zastosowanego w badaniach i w przypadu ewentualnego zastosowania rozdzielacza więszego z 10 = 0,010 oraz uładu o sterowaniu objętościowym pompą o zmiennej wydajności (Q P = var) w funcji współczynnia obciążenia przy współczynniu prędości siłownia ω = 0,939 (v = 0,380 m/s) wyniającym z masymalnej wydajności Q Pmax pompy. W strefie masymalnej prędości siłownia, czyli w strefie wyorzystania wydajności pompy, sprawność uładu ze sterowaniem dławieniowym p = cte i p = var zbliża się do sprawności uładu Q P = var. PODSUOWANIE Zasadniczy wniose wyniający z podanych przyładów jest następujący: masymalne możliwe do osiągnięcia wartości sprawności energetycznej są w uładach, o różniących się struturach, zbliżone. Sprawność struturalna η st uładów p = cte i p = var (rys. 3) wynosi η st = 0,907 przy współczynniu obciążenia równym = 0,875 i przy współczynniu prędości siłownia ω = 0,875. Znaomite podwyższenie sprawności η st struturalnej uładu p = var widoczne jest przy więszych współczynniach ω prędości i przy mniejszych współczynniach obciążenia siłownia. Natomiast przy najwięszych współczynniach obciążenia siłownia sprawności η st struturalne dwu porównywanych strutur są sobie równe. Dzięi zastosowaniu uładu zmiennociśnieniowego p = var uzysuje się, przy mniejszych obciążeniach siłownia, znaczny wzrost sprawności η st. Przy małych wartościach współczynnia ω prędości siłownia zys związany z zastosowaniem uładu p = var jest niewieli, głównie z powodu strat objętościowych, związanych z odprowadzaniem nadmiaru cieczy do zbiornia. Na podstawie przytoczonych przyładów można stwierdzić, że dzięi zastosowaniu uładu zmiennociśnieniowego p = var uzysuje się przy mniejszych obciążeniach siłownia znaczny wzrost sprawności η st. Istnieją obszary nierozpoznane, związane z zachowaniem się elementów w uładach hydraulicznych o różnych struturach. Bra często świadomości dotyczącej proporcji strat energetycznych, objętościowych, ciśnieniowych i mechanicznych występujących w elementach.

10 G. Sore, Wybrane sprawności uładu ze sterowaniem proporcjonalnym siłownia 107 Optymalizacja uładów hydrostatycznych to między innymi możliwość przewidywania zachowania energetycznego uładu w różnych warunach jego pracy, w funcji prędości i obciążenia silnia hydraulicznego, lepości cieczy roboczej oraz strat w elementach. Zastosowanie i upowszechnienie obietywnych, sprawdzonych laboratoryjnie, metod oreślania sprawności energetycznej uładów, spojrzenie na sprawność całego uładu, w tórego sład wchodzą, wyjaśniłoby wiele nieporozumień, np. dotyczących problemu masymalnej sprawności oreślonych strutur, taich, ja odpowiedź na pytanie: czy uład z regulatorem przepływu ma inną sprawność od uładu ze zwyłym zaworem dławiącym. WYKAZ OZNACZEŃ cte stały (constant) f pole przeroju dopływowej szczeliny dławiącej rozdzielacza DE1 f DE pole przeroju odpływowej szczeliny dławiącej rozdzielacza F obciążenie zewnętrzne siłownia F i siła indyowana na tłou siłownia F m siła strat mechanicznych w siłowniu siła strat tarcia w siłowniu pracującym z ustaloną prędością F napięcie (siła) sprężyny 1 3 SP współczynni strat objętościowych w pompie współczynni spadu prędości obrotowej silnia napędzającego pompę współczynni strat ciśnieniowych w anałach pompy 4.1 współczynni strat mechanicznych w pompie nieobciążonej (przy przyroście Δp Pi = 0) 4. współczynni przyrostu strat mechanicznych w pompie wyniającego z przyrostu Δp Pi 5 współczynni strat ciśnieniowych w przewodzie dopływowym do zespołu sterowania dławieniowego 6.1 współczynni strat ciśnieniowych w przewodzie łączącym zespół sterowania dławieniowego z siłowniiem 6. współczynni strat ciśnieniowych w przewodach odpływowych siłownia współczynni strat mechanicznych w siłowniu nieobciążonym współczynni przyrostu (+ lub ) strat mechanicznych w siłowniu wyniający z obciążenia siłownia

11 108 ZESZYTY NAUKOWE AKADEII ORSKIEJ W GDYNI, nr 81, listopad 013 współczynni strat ciśnienia w anałach siłownia współczynni minimalnego spadu p DE min współczynni strat objętościowych w siłowniu Δ ciśnienia w regulatorze przepływu dwudrogowym, tóry gwarantuje jeszcze stabilizację natężenia przepływu, odniesionego do ciśnienia nominalnego p n uładu. 10 może oznaczać taże współczynni spadu Δ pde ciśnienia w regulatorze przepływu trójdrogowego odniesionego do ciśnienia nominalnego p n uładu 11 współczynni spadu Δ pde ciśnienia w rozdzielaczu dławiącym (serwozaworze, rozdzielaczu proporcjonalnym), wymagany przez masymalną szczelinę dławiącą f DE max w celu otrzymania natężenia przepływu w rozdzielaczu równego wydajności teoretycznej Q Pt pompy, odniesionego do ciśnienia nominalnego p n uładu współczynni obciążenia silnia hydraulicznego; w przypadu siłownia = F F p 0 p p 1 p 1 ' p ' p n 1 n ciśnienie odniesienia panujące w zbiorniu ciśnienie na dopływie do rozdzielacza ciśnienie na odpływie z rozdzielacza do siłownia ciśnienie na dopływie do rozdzielacza od siłownia ciśnienie na odpływie z rozdzielacza do zbiornia ciśnienie nominalne pracy uładu p ciśnienie w przewodzie dopływowym siłownia p ciśnienie w przewodzie odpływowym siłownia p 1 ciśnienie indyowane w omorze dopływowej siłownia p i i ciśnienie w omorze odpływowej siłownia p ciśnienie w przewodzie dopływowym pompy P1 p ciśnienie w przewodzie tłocznym pompy P p ciśnienie pracy zaworu przelewowego SP p ciśnienie otwarcia zaworu przelewowego dla (Q 0 = 0) SP0 p ciśnienie pracy zaworu przelewowego sterowanego SPS Δ p C0 strata ciśnienia w przewodzie ssawnym pompy Δ p C1 strata ciśnienia w przewodzie na dopływie do zespołu sterowania Δ p C strata ciśnienia w przewodzie łączącym zespół sterowania z siłowniiem

12 G. Sore, Wybrane sprawności uładu ze sterowaniem proporcjonalnym siłownia 109 Δ pc 3 ' strata ciśnienia w przewodzie odpływowym siłownia przed rozdzielaczem Δ pc 3 " strata ciśnienia w przewodzie odpływowym siłownia za rozdzielaczem p spade ciśnienia w szczelinie dopływowej rozdzielacza dławiącego Δ DE1 p spade ciśnienia w szczelinie odpływowej rozdzielacza dławiącego p spade ciśnienia w siłowniu Δ DE Δ Δp i indyowany spade ciśnienia między omorami roboczymi siłownia Δ p P przyrost ciśnienia w pompie Δp Pp1 strata ciśnienia w anale dopływowym pompy (i w rozdzielaczu, jeśli istnieje) Δp Pp strata ciśnienia w anale odpływowym pompy (i w rozdzielaczu, jeśli istnieje) Q 0 natężenie strumienia sierowanego przez zawór przelewowy do zbiornia Q natężenie strumienia dopływającego siłownia (chłonność siłownia) Q natężenie strumienia odpływającego siłownia Q wydajność pompy η P sprawność uładu S 1 pole powierzchni czynnej tłoa siłownia po stronie dopływowej S pole powierzchni czynnej tłoa siłownia po stronie odpływowej SP SPS zawór przelewowy zawór przelewowy sterowany var zmienny (variable) v prędość liniowa tłoczysa siłownia ω współczynni prędości silnia hydraulicznego; w przypadu siłownia ω = v v n LITERATURA 1. Balawender A., Paszota Z., Napęd hydrostatyczny badania prowadzone w Politechnice Gdańsiej, materiały Jubileuszowej Konferencji Nauowej Badania i rozwój szansą polsiego przemysłu orętowego, Centrum Technii Orętowej, Gdańs Jurata, wrzesień Paszota Z., Energy Saving in a Hydraulic Servomechanism System Theory and Examples of Laboratory Verification, Brodogradnja, Journal of Naval Architecture and Shipbuilding Industry, Vol. 58, No., Zagreb, June Paszota Z., Hydrauliczny uład indywidualny z pompą o stałej wydajności i ze sterowaniem proporcjonalnym siłownia model strat i sprawności energetycznej, materiały VI Seminarium Napędy i sterowanie 000, Politechnia Gdańsa, Gdańs, 3 5 lutego 000.

13 110 ZESZYTY NAUKOWE AKADEII ORSKIEJ W GDYNI, nr 81, listopad Paszota Z., Losses and energy efficiency of drive motors and systems. Replacement of the Saney diagram of power decrease in the direction of power flow by a diagram of power increase opposite to the direction of power flow opens a new perspective of research of drive motors and systems, Polish aritime Research, Vol. 0, 013, 1(77). 5. Paszota Z., etoda oceny sprawności energetycznej uładów z silniiem hydraulicznym liniowym siłowniiem, Politechnia Gdańsa, Wydział Oceanotechnii i Orętownictwa, Badania Własne, 1995, nr 611, Gdańs Paszota Z., odel strat i sprawności energetycznej uładu hydraulicznego o sterowaniu proporcjonalnym siłownia zasilanego pompą o stałej wydajności w systemie zmiennego ciśnienia, [w:] Badanie, onstrucja, wytwarzanie i esploatacja uładów hydraulicznych, Bibliotea Cylinder pod red. E. Palczaa, Centrum echanizacji Górnictwa Komag, Gliwice Paszota Z., Opis pompy wyporowej jao element modelu sprawności energetycznej napędu hydrostatycznego, materiały II Seminarium Napędy i sterowanie 96, Politechnia Gdańsa, Gdańs, 7 9 lutego Paszota Z., Podwyższanie sprawności energetycznej ieruniem rozwoju napędu hydrostatycznego, Hydraulia i Pneumatya, 1998, nr Sore G., Badania laboratoryjne zachowania energetycznego wybranych elementów uładu hydraulicznego o sterowaniu proporcjonalnym siłownia zasilanego pompą o stałej wydajności, XV Ogólnopolsa Konferencja Nauowo-Techniczna Cylinder 005, Badanie, onstrucja i esploatacja uładów hydraulicznych, Zaopane-Kościeliso, 19 1 września Sore G., Charaterystyi energetyczne uładu hydraulicznego o sterowaniu proporcjonalnym siłownia zasilanego pompą o stałej wydajności w systemie stałego i zmiennego ciśnienia, praca dotorsa, Politechnia Gdańsa, Gdańs Sore G., Zachowanie energetyczne uładów hydraulicznych o sterowaniu proporcjonalnym liniowego silnia hydraulicznego, X Jubileuszowe Seminarium Napędy i sterowanie 004, Gdańs, 18 lutego 004. PRESENTATION SELECTED ENERGY EFFICIENCY THE SYSTE WITH THROTTLING STEERING OF LINEAR OTOR Summary There are areas unrecognized, concerning the behavior of components in hydraulic systems with different structures. No common awareness of the energy loss ratio, volume, pressure and mechanical occurring in parts. Issues related to energy efficiency are important to improve the functionality and improve the quality hydrostatic drive systems, characterized by, in addition to obvious advantages, the relatively low efficiency in comparison with other types of drives. Energy efficiency hydrostatic especially throttling control engine speed and efficiency of the hydraulic servo systems may actually be higher than that of the most frequently used in the literature. The possibility of calculating the overall efficiency of the hydraulic system as a function of various parameters of it becomes a tool for determining the overall assessment of the quality of the proposed system. This paper compares the performance of control systems commensurate with the efficiency of the motor by controlling the volume pump with variable displacement. Also shown are the two regimens studied hydrostatic shows the principle of action and research issues of losses in the elements and the energy efficiency of systems consisting of a power supply unit, control unit and actuator. Keywords: electrohydrostatic system, laboratory test stand, control structures, proportional distributor, motor, efficiency, energy loss.