Digitaalihydraulinen monipainetoimilaite
Aalto, Arttu (2016)
2016
Automaatiotekniikan koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-11-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201610264653
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201610264653
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena on toteuttaa prototyyppi energiatehokkaasta digitaalihydraulisesta hybriditoimilaitteesta. Motivaatio tällaisen toimilaitteen kehittämiseen tulee halusta parantaa hydraulijärjestelmien energiatehokkuutta ja muokattavuutta. Perinteisissä kuomantuntevissa mobilehydrauliikkajärjestelmissä teholähde on mitoitettava toimilaitteiden yhteenlasketun huipputehon mukaan. Hyödyntämällä erillistä energiavarastoa, kuten paineakkua, osa huipputehosta voidaan ottaa varastosta ja pääasiallinen teholähde voidaan mitoittaa aiempaa pienemmäksi. Jos nämä energiavarastot integroidaan suoraan toimilaitteisiin, päästään tilanteeseen, jossa kaikki järjestelmän toimilaitteet voidaan kytkeä yhteen syöttölinjaan, joka on mitoitettu toimilaitteiden yhteenlasketun keskitehon mukaan. Tämä vähentää letkujen ja putkien määrää huomattavasti ja tekee järjestelmän muokattavuudesta helpompaa.
Toteutettava toimilaite on toimintaperiaatteeltaan uusi ja täysin vastaavia konsepteja ei ole tutkittu aikaisemmin käytännön tasolla. Toimilaitteen sylinteriä ohjataan kytkemällä sen kammioihin aina kuormitustilanteeseen sopivat paineet. Eri painetasot tuotetaan toimilaitteella paikallisesti paineakusta käyttämällä pieniä sylintereitä paineenmuuntimina. Paineen muutokset perustuvat yksinkertaisesti pinta-alojen suhteeseen. Näillä paineakun paineesta skaalatuilla välipaineilla on hyvin rajallinen öljytilavuus ja toimilaitteen säätimen on huolehdittava, ettei niitä käytetä loppuun. Saadut mittaustulokset osoittavat, että tällä konseptilla on huomattavaa energiansäästö potentiaalia verrattuna perinteisiin venttiiliohjattuihin järjestelmiin, mutta lisätutkimusta tarvitaan yhä säädettävyyden parantamiseksi.
Toteutettava toimilaite on toimintaperiaatteeltaan uusi ja täysin vastaavia konsepteja ei ole tutkittu aikaisemmin käytännön tasolla. Toimilaitteen sylinteriä ohjataan kytkemällä sen kammioihin aina kuormitustilanteeseen sopivat paineet. Eri painetasot tuotetaan toimilaitteella paikallisesti paineakusta käyttämällä pieniä sylintereitä paineenmuuntimina. Paineen muutokset perustuvat yksinkertaisesti pinta-alojen suhteeseen. Näillä paineakun paineesta skaalatuilla välipaineilla on hyvin rajallinen öljytilavuus ja toimilaitteen säätimen on huolehdittava, ettei niitä käytetä loppuun. Saadut mittaustulokset osoittavat, että tällä konseptilla on huomattavaa energiansäästö potentiaalia verrattuna perinteisiin venttiiliohjattuihin järjestelmiin, mutta lisätutkimusta tarvitaan yhä säädettävyyden parantamiseksi.