HYDROSTATYCZNE UKŁADY NAPĘDOWE W BEZZAŁOGOWYCH POJAZDACH LĄDOWYCH



Podobne dokumenty
ZDALNIE STEROWANA LEKKA PLATFORMA Z HYDROSTATYCZNYM UKŁADEM NAPĘDOWYM

Koncepcja hydrostatycznego układu napędowego dla bezzałogowej platformy lądowej o skręcie burtowym

HYDROSTATC DRIVING SYSTEM FOR TRI-AXIAL HIGH MOBILITY SIDE- TURNING PLATFORM

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

Wprowadzenie. Napędy hydrauliczne są to urządzenia służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej wytwarzania do urządzenia napędzanego.

NOWA GENERACJA POJAZDÓW O HYBRYDOWYM, HYDROSTATYCZNYM UKŁADZIE NAPĘDOWYM A NEW GENERATION OF VEHICLES WITH HYBRID, HYDROSTATIC DRIVING SYSTEM

NAPRAWA. 1) lokalizuje uszkodzenia zespołów i podzespołów pojazdów samochodowych na podstawie pomiarów i wyników badań diagnostycznych;

Dobór silnika hydraulicznego dla podwozia bazowego robota ratowniczego

Maksymalna wysokość podnoszenia: 17,56 m Maksymalny zasięg: 14,26 m Silnik: JCB ECOMAX 93 KW KM Przekładnia hydrostatyczna ze sterowaniem

Temat /6/: DYNAMIKA UKŁADÓW HYDRAULICZNYCH. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE.

Zadania i funkcje skrzyń biegów. Opracował: Robert Urbanik Zespół Szkół Mechanicznych w Opolu

Ćwiczenie Nr 2. Temat: Zaprojektowanie i praktyczna realizacja prostych hydraulicznych układów sterujących i napędów

This copy is for personal use only - distribution prohibited.

STANOWISKO DO BADAŃ HYDROTRONICZNYCH UKŁADÓW NAPĘDOWYCH PRACUJĄCYCH W SYSTEMIE CAN-bus

Zajęcia laboratoryjne

Przenośniki Układy napędowe

Konfiguracja układów napędowych. Opracował: Robert Urbanik Zespół Szkół Mechanicznych w Opolu

Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Zajęcia laboratoryjne

Mechanika ruchu / Leon Prochowski. wyd. 3 uaktual. Warszawa, Spis treści

Żuraw samojezdny Zoomlion RT 550

ZASTOSOWANIE PRZEKŁADNI HYDROKINETYCZNEJ DO REDUKCJI WIBRACJI HYBRYDOWEGO UKŁADU NAPĘDOWEGO

Seria Jubileuszowa. Rozwiązania informatyczne. Sprężarki śrubowe Airpol PRM z przetwornicą częstotliwości. oszczędność energii. ochrona środowiska

PL B1. Zespół napędowy pojazdu mechanicznego, zwłaszcza dla pojazdu przeznaczonego do użytkowania w ruchu miejskim

Kozienicka Gospodarka Komunalna Sp. z o. o Kozienice ul. Przemysłowa 15 NIP ; REGON

Materiały dydaktyczne. Semestr IV. Laboratorium

DW 50 Wozidła kołowe. Profesjonalne radzenie sobie z materiałem zwinność, szybkość i skuteczność.

EZ 80. Koparki Gąsienicowe Zero Tail. Kompaktowa konstrukcja, a jednocześnie wysoka wydajność

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

MODELE. Max. moc. Model KM

WL52. Klasyka na placu budowy: WL 52

Kategoria środka technicznego

Połączenie siły i elastyczności. WL 30 Ładowarki kołowe: pojemność łyżki < 0.65 m³

Katalog szkoleń technicznych. Schaeffler Polska Sp. z o.o.

Układ napędowy pomp wody pochłodniczej kotła w PKN Orlen.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Układy rewersyjne

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Katalog szkoleń technicznych. Schaeffler Polska Sp. z o.o.

35 KM, 4x4, kg

P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

Maszyny do robót ziemnych : ABC operatora / Maciej Jodłowski. Krosno, Spis treści

Rok akademicki: 2015/2016 Kod: RBM ET-s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Pompy wysokociśnieniowe Trimax

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

Symbole i oznaczenia Od Wydawcy Recenzje Wprowadzenie CZĘŚĆ I: ZAGADNIENIA TECHNICZNE Właściwości techniczne pojazdu Układ napędowy Ogólna

SPIS TREŚCI RACJONALNA JAZDA Z UWZGLĘDNIENIEM PRZEPISÓW BEZPIECZEŃSTWA... 9

Układy napędowe maszyn - opis przedmiotu

Wymagania edukacyjne Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych

Technologia Godna Zaufania

1. Wprowadzenie. 2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych. 3. Paliwa stosowane do zasilania silników

CHŁODNICZE AGREGATY SPRĘŻARKOWE typu W92MARS

Multitalent na wąskie przestrzenie. WL 18 Ładowarki kołowe: pojemność łyżki < 0.65 m³

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PRZEKŁADNIE CIERNE PRZEKŁADNIE MECHANICZNE ZĘBATE CIĘGNOWE CIERNE ŁAŃCUCHOWE. a) o przełożeniu stałym. b) o przełożeniu zmiennym

technik mechanik kwalifikacji M.18. Numer ewidencyjny w wykazie podręczników MEN: 56/2015 Od autorów 9 1. Wiadomości wstępne

Komfort i produktywność. WL 55 Ładowarki kołowe: pojemność łyżki m³

UKŁADY NAPĘDOWE POMP I WENTYLATORÓW - OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII. Mgr inż. Adam Tarłowski TAKOM Sp. z o.o.

New Holland wprowadza nowe modele!

Kostrzyn nad Odrą, dnia r.

Ćwiczenie 1. Badanie aktuatora elektrohydraulicznego. Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów Przemysłowych - laboratorium. Instrukcja laboratoryjna

Wprowadzenie. - Napęd pneumatyczny. - Sterowanie pneumatyczne

odolejacz z układem samoczynnego powrotu oleju do sprężarki,

AUTOMAN. Sprężarki tłokowe (0,75 8,1 kw)

Liczba cylindrów 4 4 4

PIONOWE CENTRUM OBRÓBCZE CNC DIGIMA SMTCL VMC850B

John Deere: przełącz się na niższe spalanie

Elektryczne napędy główne na statkach

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Załącznik 1. Obejmuje zdjęcia wykonanych stanowisk i pomocy dydaktycznych do laboratorium Specjalnych Metod Odlewania

Wyszczególnienie parametrów Jedn. Wartości graniczne Temperatura odparowania t o C od 30 do +5 Temperatura skraplania t k C od +20 do +40

WL 28. Przegubowe ładowarki Kołowe. Kompaktowa i mocna WL28 z łatwością przetransportuje paletę z kostką brukową

Katalog szkoleń technicznych. Schaeffler Polska Sp. z o.o.

POMPY. Seria STU4. CP wersja ze stałym ciśnieniem. Zakres mocy do ok. 8 m³/h i wysokość pompowania 140 m

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

Gąsienicowy czy kołowy układ jezdny ciągnika?

Zajęcia laboratoryjne

Spis treści CZĘŚĆ I: ZAGADNIENIA TECHNICZNE Symbole i oznaczenia... 8 Od Wydawcy Recenzje Wprowadzenie... 17

ZAAWANSOWANE ROZWIĄZANIA TECHNICZNE I BADANIA EKSPLOATACYJNE MIEJSKIEGO SAMOCHODU OSOBOWEGO Z NAPĘDEM ELEKTRYCZNYM e-kit

Kwartalny Harmonogram przeprowadzonych w ramach projektu form wsparcia

Katalog szkoleń technicznych

Siłownik liniowy z serwonapędem

Dynamika samochodu Vehicle dynamics

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

ZASTOSOWANIE. - Profesjonalne sadownictwo - Uprawy specjalistyczne. standard 1280mm (przy ogumieniu 360/70 R 24 tył)

Informacja prasowa PI

Dane techniczne. Nowe BMW Z4. Z4 sdrive20i.

Praca dyplomowa inżynierska

TYPY STOSOWANYCH WÓZKÓW JEZDNIOWYCH Z NAPĘDEM SILNIKOWYM

Zajęcia laboratoryjne

Dane techniczne. Nowe BMW X1. sdrive16d.

Pojazdy samochodowe - opis przedmiotu

Elektryczny wózek widłowy ton

Elektryczny wózek widłowy ton

Ciągniki serii Explorer: jakie nowości?

Elektryczny wózek widłowy ton

DIAGNOSTYKA. 1. Diagnozowanie podzespołów i zespołów pojazdów samochodowych. Uczeń:

Zajęcia laboratoryjne Napęd Hydrauliczny

SOLARIS. Ciągnik do różnych prac. Bardziej funkcjonalny niż kiedykolwiek wcześniej.

Transkrypt:

HYDROSTATYCZNE UKŁADY NAPĘDOWE W BEZZAŁOGOWYCH POJAZDACH LĄDOWYCH Adam BARTNICKI, Andrzej TYPIAK Instytut Budowy Maszyn, Wydział Mechaniczny Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, Polska tel. (22) 683 93 88, e-mail typiak@wme.wat.edu.pl Streszczenie: W referacie przedstawiono zalety hydrostatycznych układów napędowych jako jednostek napędowych układów jezdnych maszyn i pojazdów. Przedstawiono tendencje rozwojowe tych układów oraz przykład zastosowania w bezzałogowym pojeździe lądowym. Słowa kluczowe: hydrostatyczne układy napędowe, układy sterowania, maszyny inżynieryjne 1. WPROWADZENIE Trudne warunki pracy maszyn inżynieryjnych i pojazdów wojskowych, duże i zmienne obciążenia ich układów roboczych i jezdnych, eksploatacja w relatywnie niekorzystnych warunkach pracy, sprawiają iż poszukuje się efektywniejszych układów przenoszenia mocy, obniżających koszt eksploatacji maszyn i pojazdów. Dąży się też do zwiększenia bezpieczeństwa pracy i odciążenia kierowcy-operatora od nadmiernego wysiłku psychicznego i fizycznego oraz między innymi do obniżenia emitowanego przez maszyny hałasu i ciepła. Postępujący rozwój elementów hydraulicznych, ich niezawodność i podatność na sterowanie, sprawił iż hydrostatyczne układy napędowe są coraz częściej stosowane w rozwiązaniach układów napędowych jazdy współczesnych maszyn i pojazdów. Podstawowymi aspektami przemawiającymi za ich stosowaniem są: łatwość przenoszenia napędu od silnika spalinowego do kół, unikanie zwiększających masę i gabaryty wałów napędowych, płynna zmiana przełożenia przekładni, wykorzystywanie dużego obszaru pracy silnika spalinowego, eliminacja rozłączalnych sprzęgieł, skrzyń biegów, przekładni rozdzielczych za silnikiem napędowym, ze względu na możliwość montażu wielu pomp w osi wału, eliminacja przekładni rozdzielczych za skrzyniami biegów, ze względu na łatwość przenoszenia napędu, wykorzystując energię hydrauliczną cieczy,

optymalizacja realizowania napędu odwróconego i możliwość zabezpieczenia silnika napędowego przed rozbieganiem podczas tego napędu, zabezpieczenie silnika napędowego przed przeciążeniem, możliwość realizowania jazdy z automatyczną zmianą przełożenia, szeroki zakres prędkości obrotowych wałów silników hydraulicznych. Na obecnym etapie rozwoju hydrostatycznych układów napędowych, dąży się do polepszenia ich sprawności i żywotności, zwiększenia dokładności sterowania, a tym samym zwiększenia dokładności wykonywanych zadań technologicznych oraz automatyzacji wybranych ruchów roboczych. Jednym z takich rozwiązań, zapewniających wysoką sprawność hydrostatycznych układów napędowych maszyn i pojazdów, są układy z kompensacją obciążenia (load sensing), które, w stosunku do układów sterowanych dławieniowo, charakteryzują się wyższą sprawnością w znacznej części zakresu roboczego pomp hydraulicznych (rys.1). Hydrostatyczne układy napędowe z kompensacją obciążenia zapewniają utrzymanie stałych parametrów pracy układu hydraulicznego bez względu na wielkość i charakter jego obciążenia, a także pozwalają na precyzyjne sterowanie elementami wykonawczymi układu. Rys.1. Przykładowe charakterystyki sprawnościowe hydrostatycznych układów napędowych z kompensacją obciążenia i sterowanych dławieniowo: η - sprawność hydrauliczna, Q P, p P - wydajność i ciśnienie czynnika roboczego, p-różnica ciśnienia niezbędna do działania układu z kompensacją obciążenia

Kolejnym etapem rozwoju hydrostatycznych układów napędowych są systemy LUDV niezależnego od obciążenia rozdziału wydajności pompy, w których podobnie jak w układach LS, wartości prędkości roboczych każdego z elementów wykonawczych mogą być precyzyjnie sterowane - bez względu na wielkość i charakter zmian obciążenia zewnętrznego (rys.2). Podstawową zaletą tego typu układów jest automatyczne redukowanie prędkości wszystkich odbiorników w przypadku gdy wydajność pompy jest niewystarczająca, aby zapewnić żądaną chłonność (nastawioną zaworem dławiącym (2)) wszystkich odbiorników. Przedstawione tendencje rozwojowe hydrostatycznych układów napędowych maszyn i pojazdów (coraz częściej wyposażanych w systemy LS czy LUDV) i korzyści wynikające z ich wprowadzania sprawiają, że rozwiązania te obejmują kolejne grupy maszyn i pojazdów. Z przeprowadzonej analizy literatury wynika, iż maszyny wyposażone w hydrostatyczne układy napędowe charakteryzują się większą precyzją sterowania, mniejszymi nadwyżkami dynamicznymi, lepszą ergonomią i podatnością na zdalne i automatyczne sterowanie. Rys. 2. Sterowanie odbiornikami energii w oparciu o system LUDV: 1 pompa zmiennej wydajności, 2 zawory dławiące (rozdzielacze), 3 zawory różnicowe, 4 zawór zwrotny, 5 odbiorniki

2. HYDROSTATYCZNY UKŁAD NAPĘDOWY JAZDY POJAZDU LEWIATAN Wśród pojazdów wyposażonych w hydrostatyczne układy napędowe jazdy można znaleźć pojazdy rodzimej produkcji. Przykładem takiego pojazdu jest lekki wielozadaniowy transporter Lewiatan (rys.3), który powstał w wyniku wzajemnej współpracy firm BIBUS MENOS, HYDROMEGA oraz Wojskowego Instytutu Techniki Pancernej i Samochodowej. Pojazd ten może być wykorzystany zarówno jako nośnik niewielkich ładunków (do 1,5 t) jak również jako pojazd bazowy-nośnik narzędzi lub osprzętów roboczych do wykonywania prac inżynieryjnych. Dobre właściwości trakcyjne w trudnodostępnym terenie jak również zdolność pokonywania przeszkód wodnych zdecydowanie rozszerza zakres realizowanych przez pojazd prac. W pojeździe tym koła napędowe są niezależne napędzane hydraulicznymi silnikami gerotorowymi rys.4 - stałej chłonności, zasilanymi pompą zmiennej wydajności sterowanej za pomocą serwozaworu. W czasie wyjeżdżania pojazdu z przeszkody wodnej możliwa jest jednoczesna praca śrub napędowych i wybranych silników kół. W układzie zastosowano specjalne zawory, bloki sterujące osiami napędowymi umożliwiające: włączanie i wyłączanie poszczególnych silników, synchronizację pracy kół napędowych, skręt w miejscu, przez napęd silników jednej strony pojazdu do przodu, a drugiej strony do tyłu, skręt i wybór kierunku pływania, wybór kierunku jazdy pojazdu. Do zasilania wspomagania układu kierowniczego, hamulcowego oraz odbiorników zewnętrznych zainstalowano za pompą główną pompy pomocnicze stałej wydajności. Rys. 3. Wielozadaniowy transporter Lewiatan

Sterowanie przekładnią hydrostatyczną realizowane jest poprzez elektroniczny układ automatycznej zmiany przełożenia oddziaływujący na wydajność pompy. Ze względu na wymaganą rozpiętość przełożeń i zastosowanie silników o stałej objętości roboczej wybór wstępny przełożeń terenowych lub szosowych dokonuje się przez odłączanie silników kolejnych osi. Uzyskuje się w ten sposób zmienną, sumaryczną chłonność silników. Na rys. 5 przedstawiono charakterystykę trakcyjną pojazdu, na której poszczególne krzywe przedstawiają różne warianty przeniesienia napędu na koła napędowe pojazdu: 1 napęd realizowany przez sześć silników, 2 - napęd realizowany przez cztery silniki, 3 - napęd realizowany przez dwa silniki. Rys. 4. Uproszczony schemat hydrostatycznego układu napędu jazdy i pływania pojazdu Lewiatan: 1, 2, 3 - bloki sterujące osiami napędowymi, 4 - blok sterujący układu pływania, 5 - silnik hydrauliczny napędu śruby pływania, 6 - silnik hydrauliczny napędu kół, 7 - zespół pomp zasilających z silnikiem spalinowym, 8 - blok priorytetowy rozdziału mocy, 9 - blok hydrauliczny układu kierowniczego, 10 - blok hydrauliczny układu hamulcowego, 11 - blok hydrauliczny zasilania urządzeń zewnętrznych, 12 - zespół chłodzące filtrujący, 13 - zbiornik oleju, 14 - wyjście zewnętrzne do zasilania narzędzi hydrauliczny

Rys. 5. Charakterystyka trakcyjna pojazdu Jednostką napędową wybrano silnik o zapłonie samoczynnym z doładowaniem firmy KUBOTA o mocy ciągłej netto 55 kw. Zgodnie z charakterystyką pojazd o masie własnej 1,8 t, zakładając w warunkach terenowych wartość współczynnika oporów toczenia 0.02, jest w stanie pokonać wzniesienie o nachyleniu 85%. Prędkość maksymalna pojazdu w jeździe po drodze utwardzonej wynosi ok. 60 km/h. Operator (patrz wykres), ma możliwość wyboru dwóch zakresów przełożeń terenowych i jednego zakresu przełożeń szosowych. 3. PODSUMOWANIE Przedstawione tendencje rozwojowe hydrostatycznych układów napędowych i ich zalety, postępujący rozwój elementów hydraulicznych, ich niezawodność i podatność na sterowanie powodują, że układy te znajdują coraz szersze zastosowanie we współczesnych maszynach i pojazdach, jako układy napędowe jazdy. Wymagania stawiane współczesnym maszynom i pojazdom, ograniczenie zużycia energii, konieczność płynnej zmiany prędkości jazdy w szerokim zakresie, możliwość uzyskiwania małych prędkości, w przypadku niektórych maszyn i pojazdów jest istotnym czynnikiem przemawiającym za wprowadzaniem tych układów. Podatność tych układów na sterowanie, sprawia iż w układy te coraz częściej wyposaża się maszyny i pojazdy zdalnie i automatycznie sterowane, przewidziane do realizacji prac związanych z zagrożeniem życia i zdrowia ludzkiego.

Literatura 1. Bartnicki A., Kuczmarski F.: Badanie statycznych i dynamicznych właściwości hydrostatycznych układów napędowych z kompensacją obciążenia, XVI Konferencja Naukowa Problemy Rozwoju Maszyn Roboczych, Zakopane 2003 2. Chodkowski A., Burdziński Z., Balcerzak J., Kołodziej W., Orlik L: Terenowe pojazdy kołowe. Materiały konferencyjne WITPiS 1981 3. Garbacik A. i inni: Kierunki rozwoju napędów i konstrukcji maszyn roboczych. Fluid Power Net Publication, Kraków 1999 4. Garbacik A. i inni, Studium projektowania układów hydraulicznych. Ossolineum, Kraków 1997 5. Materiały projektowo techniczne firmy HYDROMEGA 6. Pomierski W.: Zastosowanie modeli matematycznych strat mocy i objętościowych w projektowaniu napędu hydrostatycznego. Materiały konferencji: Napęd, Sterowanie, Automatyzacja Maszyn Roboczych i Pojazdów -WAT 2000 7. Pomierski W., Siejda Z., Zienowicz Z.: Napęd lekkiego wielozadaniowego transportera, nośnika uzbrojenia - Lewiatan 5SG. Materiały konferencyjne; Napędy i Sterowanie 2002 VIII Seminarium MTG, Gdańsk 2002 LOAD COMPENSATED HYDROSTATIC DRIVING SYSTEMS IN UNMANNED GROUND VEHICLES Abstract: In this paper the advantages of hydrostatic power systems as the power transmission units for machines and vehicles have been presented. Moreover, the development trends of them and examples of their use in unmanned ground vehicle have been described.