Laboratorium Napędów Hydraulicznych i Pneumatycznych

Sprawozdanie

Ćwiczenie

Temat: Charakterystyka przekładni hydrostatycznej

data wykonania ćw.: 21.10.2013

gr.3.4 zespół 1

1. Martyna Bączek
   

2. Hubert Cielecki
   

3. Mateusz Gumkowski
   

4. Rafał Bąbiński
   

5. Łukasz Dudkowski

6. Emilian Dłuski
   

7. Maciej Dominiak
   

8. Maciej Czechowski
   

9. Piotr Dołęga
   

10. Jakub Cichosz
    

11. Olgierd Buczyński
    

12. Adam Horoszczak

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest dokonanie pomiarów takich wielkości jak: moment obrotowy na wale pompy i silnika; prędkość obrotowy wału pompy i silnika; oraz ciśnienie wysokociśnieniowej części magistrali - w funkcji przełożenia kinematycznego przekładni.. Na podstawie tych wielkości wyznaczenia wartości: przełożeń kinematycznych i dynamicznych oraz sprawności ogólnej przekładni. Celem ćwiczenia jest też narysowanie 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 n₁ i n₂ wyznaczono za pomocą nadajników tachometrycznych (6) zamontowanych na wałach pompy przekładni i silnika połączonych z wskaźnikami elektronicznymi. Momenty M₁ i M₂ 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.

1. 
   Wzory wykorzystane do obliczeń

Sprawność ogólną obliczamy ze wzoru:

η=i_d*i_k

Moc obliczamy ze wzoru:

N=M*π*n/30000

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

1. 
   Wyniki obliczeń

Pomiar przy stałym momencie i prędkości obrotowej pompy

M1 [Nm]	M2 [Nm]	n1 [obr/min]	n2 [obr/min]	Pt [MPa]	Id	Ik	Ps [MPa]	N1[kW]	N2[kW]	η
39.90	24.44	1004.6	942.7	6.80	0.61	0.94	0.63	4.20	2.41	0.57
40.09	27.84	1002.3	872.6	7.28	0.69	0.87	0.62	4.21	2.54	0.60
39.90	30.59	1002.7	813.7	7.72	0.76	0.81	0.63	4.19	2.61	0.62
39.90	33.67	1006.1	748.5	8.33	0.84	0.74	0.61	4.20	2.64	0.62
40.09	36.59	1001.9	694.1	8.87	0.91	0.69	0.62	4.21	2.66	0.63
40.28	41.12	1004.2	625.8	9.63	1.04	0.62	0.61	4.24	2.69	0.64
39.72	47.60	1004.2	538.1	10.63	1.20	0.54	0.62	4.18	2.68	0.65
40.09	51.17	1003.8	492.3	11.47	1.28	0.49	0.61	4.21	2.64	0.63

Pomiar przy stałym ciśnieniu pompy i silnika

M1 [Nm]	M2 [Nm]	n1 [obr/min]	n2 [obr/min]	Pt [MPa]	Id	Ik	Ps [MPa]	N1[kW]	N2[kW]	η
36.17	51.49	1004.2	433.5	11.42	1.42	0.43	0.60	3.80	2.34	0.61
32.26	51.33	1006.8	378.3	11.56	1.58	0.38	0.60	3.40	2.03	0.60
29.46	51.65	1006.8	332.2	11.41	1.76	0.33	0.61	3.11	1.80	0.58
25.36	52.14	1005.3	272.9	11.47	2.06	0.27	0.61	2.67	1.49	0.56
19.95	51.98	1005.3	186.7	11.39	2.57	0.19	0.62	2.10	1.02	0.49

Pomiar przy stałych ciśnieniach pompy i silnika

M1 [Nm]	M2 [Nm]	n1 [obr/min]	n2 [obr/min]	Pt [MPa]	Id	Ik	Ps [MPa]	N1[kW]	N2[kW]	η
40.28	27.03	1004.6	929.9	7.06	0.67	0.93	0.61	4.24	2.63	0.62
40.09	23.95	1003.8	1015.1	7.05	0.6	1.01	0.61	4.21	2.55	0.61
40.09	22.82	1006.1	1066.5	7.06	0.55	1.06	0.61	4.22	2.55	0.58
40.09	21.04	1006.4	1117.8	6.93	0.51	1.11	0.60	4.23	2.46	0.57
41.02	19.74	1002.7	1179.7	7.11	0.49	1.18	0.62	4.31	2.44	0.58
40.09	18.28	1003.4	1225.1	7.00	0.46	1.22	0.61	4.21	2.35	0.56
39.53	17.31	1003.8	1283.2	7.11	0.42	1.28	0.59	4.16	2.33	0.54
39.53	16.18	1005.7	1323.7	7.00	0.41	1.31	0.61	4.16	2.24	0.54
40.28	15.69	1003.4	1366.8	7.00	0.39	1.36	0.60	4.23	2.25	0.53
39.90	14.72	1006.1	1413.3	7.03	0.36	1.41	0.60	4.20	2.18	0.51

1. Wykres

2. Wnioski

Ciśnienie p=const w zakresie przełożeń i_k 0,19-0,43. Powinna odpowiadać temu stała wartość momentu M₂ w przypadku pomijania sprawności objętościowej i mechanicznej silnika. W naszym przypadku początkowo maleje a potem zaczyna wzrastać. Natomiast moment M₁ rośnie do wartości maksymalnej dopuszczalnej na wejściu. W tym punkcie ciśnienie maleje, w przypadku gdyby ciśnienie nie malało przy równoczesnym wzroście wydajności jednostkowej pompy to zostałby przekroczony wtedy maksymalny moment. Krzywa momentu M₂ jak i ciśnienia mają podobny charakter. Jak widać sprawność ogólna przekładni hydrostatycznej przy małych i_k jest niska. Wynika to zarówno z małej sprawności pompy przy małych wydajnościach, jak i z małej sprawności silnika przy małych prędkościach obrotowych. Przy dalszym wzroście i_k sprawność rośnie do pewnej wartości a następnie zaczyna maleć. Spowodowane to jest spadkiem sprawności pompy i silnika przy małych ciśnieniach. Przyczyną rozbieżności jest to że przy tworzeniu wykresów teoretycznych pominięto wpływ sprawności objętościowej i mechanicznej silnika i pompy.

Badana przez nas przekładnia hydrostatyczna najlepsze parametry osiąga w zakresie przełożenia kinematycznego od 0,38 do 0,93. W tym zakresie sprawność ogólna przekładni i moc na wale silnika osiągają największe wartości, a głównie na tym nam zależy projektując jakiekolwiek rodzaje przekładni.