Modeliranje hidrostatičkog prijenosnika
Privlačna alternativa tradicionalnim aktivnim diferencijalima upravljanim spojkama > jest aktivni diferencijal zasnovan na hidrostatičkom prijenosniku kao aktuatoru. Glavne prednosti primjene hidrostatičkih aktivnih diferencijala jesu nadmoćna toplinska kapacitiranost, te visok stupanj izdržljivosti i učinkovitosti. U svrhu istraživanja dinamike aktivnih diferencijala, razvijen je upravljanju-orijentiran matematički model tipičnog zatvorenog hidrostatičkog prijenosnika s upravljanjem volumenom aksijalno-klipne pumpe promjenom nagiba zakretne ploče. Model je provjeren s obzirom na eksperimentalne odzive snimljene na postavu hidrostatičkog prijenosnika.
Slika 1 prikazuje shemu tipičnog zatvorenog hidrostatičkog prijenosnika s varijabilnim volumenom pumpe i konstantnim volumenom motora. Gubici fluida u pumpi i motoru nadoknađuju se napojnom pumpom.
Razvoj modela krenuo je od tradicionalnog pristupa zasnovanog na dvije variable stanja tlaka fluida p1,2 (za dvije radne linije fluida) i zasebnim podmodelom za napojnu pumpu. Uz pretpostavku da se protok napojne pumpe može uključiti u ukupni empirijski model ekvivalentnog otpora koji se odnosi na gubitke protoka, tradicionalni model se reducira u model sa samo jednom varijablom stanja tlaka - diferencijalnim tlakom Δp = p1 - p2. Vezni dijagram reduciranog modela prikazan je na slici 2. Ukupni model je trećeg reda, pri čemu su varijable stanja diferencijalni tlak Δp, brzina vrtnje pumpe ω1 i brzina vrtnje motora ω2. Korištenjem eksperimentalne identifikacije određene su mape ekvivalentni otpor gubitaka protoka Rf i momenata trenja na strani pumpe i motora M1,2f (Sl. 2).
Karakteristični rezultati eksperimentalne provjere modela prikazani su na slici 3 za brzine vrtnje motora ω2 = 3500 1/min i ω2 = 1000 1/min i za režime malih i velikih signala (mala i velika skokovita promjena kuta nagibne ploče Δψ). Ovi rezultati (kao i mnogi drugi validacijski rezultati koji ovdje nisu prikazani) pokazuju da relativno jednostavan nelinearni model trećeg reda daje točan opis dominantnih/relevantnih učinaka dinamike hidrostatičkog prijenosnika.
Više detalja o razvoju modela i njegovoj primjeni na modeliranje tipičnog hidrostatičkog aktivnog diferencijala može se naći u publikacijama navedenim dolje.
Publikacije
DVD Proc. of 2008 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition (IMECE 2008), Boston, MA, 2008