Laboratorium Napędów Hydraulicznych i

Pneumatycznych

Sprawozdanie

Ćwiczenie

Temat: Charakterystyka przekładni hydrostatycznej

gr.3.1 zespół 1

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

1

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest dokonanie pomiarów momentu obrotowego i prędkości obrotowej na
wale pompy i silnika oraz ciśnienia wysokociśnieniowej części magistrali. Następnie należy
wyznaczyć wartości przełożenia kinematycznego i dynamicznego, a także sprawności ogólnej
przekładni, które posłużą do wyznaczenia charakterystyki przekładni hydrostatycznej.

Pompa (1) napędzana przez maszynę elektryczną (4) generuje strumień mocy hydraulicznej (natężenie
przepływu sprężonego oleju), która w silniku hydraulicznym (2) przekładni hydrostatycznej jest
ponownie transformowana na energię mechaniczną ruchu obrotowego. Energię tę odbiera się się za
pomocą drugiej maszyny elektrycznej (5). Prędkości n

1

i n

2

wyznaczono za pomocą nadajników

tachometrycznych (6) zamontowanych na wałach pompy przekładni i silnika połączonych z
wskaźnikami elektronicznymi. Momenty M

1

i M

2

są mierzone za pomocą momentomierzy

mechanicznych, które zbudowano przez odpowiednie połączenie wag (7) z obrotowo podpartymi
maszynami elektrycznymi. Ciśnienie było odczytywane bezpośrednio z manometrów podłączonych do
układu przekładni wyższego ciśnienia (8) oraz niskiego ciśnienia.

2

2. Wzory służące do obliczeń

Sprawność ogólna:

η=i

d

*i

k

Moc obliczamy ze wzoru:

N=M*π*n/30000

M1=

q

p

2π

p

1

η

hp

η

m p

Oznaczenia:

M1 – moment napędowy pompy w [N*m]

M2 – moment odbierany z silnika w [N*m]

n1 – prędkości obrotowa wału pompy [obr/min]

n2 – prędkości obrotowa wału silnika [obr/min]

N1 – moc pompy [kW]

N2 – moc silnika [kW]

Pt – ciśnienie oleju w magistrali wysokiego ciśnienia [MPa]

Ps – ciśnienie oleju w magistrali niskiego ciśnienia [MPa]

ik – przełożenie kinematyczne

id – przełożenie dynamiczne

η – sprawność

q

s

- chłonność jednostkowa silnika [cm³/obr]

q

p

- wydajność jednostkowa pompy [cm³/obr]

nhp- sprawność hydrauliczna pompy

nmp- sprawność mechaniczna pompy

3

3. Wyniki

Pomiary przy zmiennej wydajności jednostkowej pompy q

p

i chłonności jednostkowej silnika

q

s.

Pomiary przy zmiennej wydajności jednostkowej pompy q

p

(silnik o stałej chłonności

jednostkowej q

s

=const).

Pomiary przy zmiennej chłonności jednostkowej silnika q

s

(pompa o stałej wydajności

jednostkowej q

p

=const).

4

M1

M2

n1

n2

Pt

Id

Ps

ni

N1

N2

ni(N)

[Nm]

[Nm]

[obr/min] [obr/min]

[MPa]

[-]

[-]

[MPa]

[-]

[kW]

[kW]

[-]

39,9

24,44

1004,6

942,7

6,8

0,61

0,94

0,634

0,575

4,20

2,41

0,57

40,09

27,84

1002,3

872,6

7,28

0,69

0,87

0,624

0,605

4,21

2,54

0,60

39,9

30,59

1002,7

813,7

7,72

0,76

0,81

0,63

0,622

4,19

2,61

0,62

39,9

33,67

1006,1

748,5

8,33

0,84

0,74

0,613

0,628

4,20

2,64

0,63

40,09

36,59

1001,9

694,1

8,87

0,91

0,69

0,615

0,632

4,21

2,66

0,63

40,28

41,12

1004,2

625,8

9,63

1,04

0,62

0,614

0,636

4,24

2,69

0,64

39,72

47,6

1004,2

538,1

10,63

1,2

0,54

0,621

0,642

4,18

2,68

0,64

40,09

51,17

1003,8

492,3

11,47

1,28

0,49

0,611

0,626

4,21

2,64

0,63

36,17

51,49

1004,2

433,5

11,42

1,42

0,43

0,598

0,615

3,80

2,34

0,61

Ik

M1

M2

n1

n2

Pt

Id

Ps

ni

N1

N2

ni(N)

[Nm]

[Nm]

[obr/min] [obr/min]

[MPa]

[-]

[-]

[MPa]

[-]

[kW]

[kW]

[-]

32,26

51,33

1006,8

378,3

11,56

1,58

0,38

0,6

0,598

3,40

2,03

0,60

29,46

51,65

1006,8

332,2

11,41

1,76

0,33

0,606

0,578

3,11

1,80

0,58

25,36

52,14

1005,3

272,9

11,47

2,06

0,27

0,609

0,558

2,67

1,49

0,56

19,95

51,98

1005,3

186,7

11,39

2,57

0,19

0,619

0,484

2,10

1,02

0,48

40,28

27,03

1004,6

929,9

7,06

0,67

0,93

0,607

0,621

4,24

2,63

0,62

40,09

23,95

1003,8

1015,1

7,05

0,6

1,01

0,611

0,604

4,21

2,55

0,60

40,09

22,82

1006,1

1066,5

7,06

0,55

1,06

0,612

0,603

4,22

2,55

0,60

Ik

M1

M2

n1

n2

Pt

Id

Ps

ni

N1

N2

ni(N)

[Nm]

[Nm]

[obr/min] [obr/min]

[MPa]

[-]

[-]

[MPa]

[-]

[kW]

[kW]

[-]

40,09

21,04

1006,4

1117,8

6,93

0,51

1,11

0,603

0,583

4,23

2,46

0,58

41,02

19,74

1002,7

1179,7

7,11

0,49

1,18

0,618

0,566

4,31

2,44

0,57

40,09

18,28

1003,4

1225,1

7

0,46

1,22

0,609

0,557

4,21

2,35

0,56

39,53

17,31

1003,8

1283,2

7,11

0,42

1,28

0,59

0,560

4,16

2,33

0,56

39,53

16,18

1005,7

1323,7

7

0,41

1,31

0,608

0,539

4,16

2,24

0,54

40,28

15,69

1003,4

1366,8

7

0,39

1,36

0,601

0,531

4,23

2,25

0,53

39,9

14,72

1006,1

1413,3

7,03

0,36

1,41

0,603

0,518

4,20

2,18

0,52

Ik

Wykres:

4. Wnioski i podsumowanie

Dla wartości 0,19 – 0,49 przełożenia kinematycznego ciśnienie p=const, czemu
odpowiada stała wartość momentu obrotowego M

2

oraz narastający moment M

1

(od

wartości potrzebnej do napędzenia pompy o zerowej wydajności do maksymalnej
dopuszczalnej wartości na wejściu). W dalszej części krzywa ciśnienia oraz momentu
M

2

mają podobny charakter i maleją wraz ze wzrostem przełożenia kinematycznego.

Dla małych przełożeń kinematycznych sprawność ogólna przekładni jest niska, co
wynika z niskiej sprawności pompy przy małych wydajnościach oraz silnika przy
małych prędkościach obrotowych. W dalszej części sprawność rośnie do wartości
maksymalnej (0,65) po czym znowu maleje. Dla maksymalnej sprawności ogólnej
maksymalną wartość osiąga także wartość moc na wale silnika.

5

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0

10

20

30

40

50

60

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

Charakterystyka przekładni hydrostatycznej

M1
M2
delta P
Id
N1
N2
ni

Ik [-]

M1 [Nm]

M2 [Nm]

deltaP [MPa]

N

1

[

k

W

]

N

2

[

k

W

]

n

i

[-

]

id

[

-]