Polttoaineen säästö malleja parantaa tehokkuutta hydrauliikkajärjestelmien

Tutkijat Purdue University ovat osoittaneet, miten vähentää polttoaineen kulutusta ja dramaattisesti tehostaa hydraulisten pumppujen ja moottoreiden raskaan rakentamisen laitteita.

Uusi mallit sisältävät kaksi innovaatiot: he poistavat venttiilit Nyt tarvitaan ohjaamaan painenesteen virtauksen raskaaseen kalustoon, ja hekin sisällyttää kuvioitu “Mikrorakenteinen” sisäpuoliseen pumput suorituskyvyn parantamiseksi. Tutkimus on osoittanut, että “Venttiilitön” design yksinään voi vähentää polttoaineen kulutusta 40 prosentilla.

Lisäsäästöjä voitaisiin toteuttaa yhdistämällä Venttiilitön muotoilu kehittyneen Mikrorakenteinen pinnan konsepti, sanoi Monika Ivantysynova, Maha Fluid Power Systems professori Purdue School of Mechanical Engineering.

Mikrorakenteinen pinnat on osoitettu dramaattisesti vähentää tehon häviöt kitkan aiheuttamasta hydraulinesteen, sanoi Ivantysynova johtaja Purdue Maha Fluid Power Research Centerin.
Löydökset yksityiskohtaisesti useita teknisiä papereita esittämät hänen tutkimusryhmän aiemmin tänä kesänä viidennessä Fluid Power-Net International Ph.D. Symposium Puolan Krakovassa.
“Tällä hetkellä paras pumppuja ja moottoreita voi olla top hyötysuhde 92 prosenttia, mutta tämä hyötysuhde on vain tietyllä käyttöalueella” Ivantysynova sanoi. “Nämä hydraulipumput eivät aina suorita tällä enimmäistaso. Joskus sinun tarvitsee vain niitä tarjoamaan pienen määrän painetta tai virtausta, esimerkiksi yksinkertaisesti pidä työkalu paikallaan. Sitten et pumppua sen korkein kuormia, ja tehokkuus menee alas. ”
Havainnot ovat osoittaneet Mikrorakenteinen pinnat vähentää tappioita kitkan jopa 57 prosenttia, kun pumppu toimii alhaisilla tasoilla ja noin 10 prosenttia, kun raskaasti kuormitettuja. Yksi tutkimustyötä! Mikrorakenteinen pinnat todettiin olevan yksi “paras paperi” konferenssin aikana ja on kirjoittanut opiskelija Jonathan Baker ja Ivantysynova.
Engineers keskustassa työskentelevät tapoja suunnitella pumppuja ja moottoreita, jotka ovat tehokkaampia niiden koko käyttöalueella.
Hydrauliset järjestelmät käyttävät keskeinen “säätötilavuuspumpulla” joka paineistaa nesteen ja venttiilit ohjaavat nesteen virtaus “toimilaitteiden”, jotka liikkuvat välineet kuten lapiot ja kauhat louhintakaluston. Uuden Venttiilitön suunnittelu, jokainen toimilaite on oma pumppu, poistaa tarpeen venttiilit.
Kaivinkoneeseen on varustettu uudella Venttiilitön teknologian Purdue keskustassa.
Nämä Mikrorakenteinen pinnat sijaitsevat kapealla puutteita useilla paikkakunnilla sisällä pumppu, jotka ovat täynnä hydraulinestettä. Nesteen täyttämä aukkoja, jotka molemmat tiiviste korkean paineen kammiossa ja toimia myös laakeri, jonka avulla osat liikkua vapaasti, ovat merkittävä lähde tehohäviöitä.
“Pyrimme näitä aukkoja tietokonesimuloinnilla ymmärtää kaikki fyysiset vaikutukset ja vähentää tehottomuutta kitkan aiheuttama viskositeetin hydraulinesteen”, hän sanoi. “Tunnemme simulaatiot ovat erittäin lähellä todellista fysiikkaa, ja olemme parhaillaan valmistaa pintoja ja tekevät mittauksia.”
Perinteiset viisaus toteaa, että pinnat pitäisi hioa tasainen, mutta Ivantysynova havaitsi, että ottaa sisältävä pinta on yksi mikrometrin parantaa tehokkuutta. Rakojen välissä sijaitsevat pumpun männän ja sylinterin seinämien välillä sylinterilohkon ja osa kutsutaan venttiilin levy, joka yhdistää sylinterin yhdessä pumpun aukoista.
Ivantysynova tehnyt Mikrorakenteinen pinta löytö opiskellessaan vaikutuksia väärin työstetty pintoja.
“Saimme tietää, että se todella parantunut suorituskyky on pintoja, jotka eivät olleet täysin sileä, mikä oli odottamatonta”, hän sanoi.
Purdue on jättänyt patenttihakemuksen innovaatio, kutsutaan “kehittyneen kuilu pintarakenne.”
Innovaatiot voidaan soveltaa uuteen “hydraulinen hybridi” käsite autoja, käyttäisi hydraulimoottori säästää energiaa hybridiautot.
Vaikka hydrauliset pumput toimivat puristamalla nestettä, jota sitten käytetään ohjaamaan välineitä, hydraulimoottorit toimivat käänteisesti: korkeapaineista nestettä työnnetään kammioon, jota käytetään ajamaan akseli ja antaa vääntömomentin.
Hydraulinen hybridit olisi varastoida energiaa, kun auto jarruttaa puristamalla hydraulinestettä on tanklike “akulla.” Sitten korkean paineen nestettä akun voitaisiin käyttää hydraulisen moottorin, joka tarjoaa vääntömomentin pyörät ja säästää polttoainetta.
Perinteisissä sähkö hybridit, energia varastoidaan perimällä akkua, kun auto jarruttaa.
“Kun akut on kuitenkin vain osa jarrutusenergiasta voidaan varastoida, koska se vie paljon kauemmin ladata akkua kuin se veloittaa varaajan korkean paineen hydraulinen neste”, hän sanoi.
Engineers keskellä rakentavat testaustelineeseen hydraulisen hybridi suunnittelu, ja Purdue on jättänyt patenttihakemuksen käsitteestä.
Maha Fluid Power Research Center on osa Engineering Research Center for Compact ja tehokas Fluid Power rahoittaa National Science Foundation, osallistuvat yritykset ja yliopistot.

Source: http://www.purdue.edu/uns/x/2008b/080909IvantysynovaPumps.html