sisteme hidraulice_abaitancei

7/28/2019 Sisteme hidraulice_Abaitancei

1/76

Universitatea Transilvania din BraovFacultatea de Inginerie MecanicCatedra de Autovehicule i Motoare

Sisteme hidraulice pentruaplicaii mobileProfesor dr. ing.Horia Abitncei

suport de cursnvmnt cu frecven redusmasterat

2009


2/76

Mbucur de o carte ca un copil de o jucrie

...lucratnsufleit de dragostea

copiilor, Anastasiai Nicolae caremotiveaztaina continu, permanent

a cunoaterii, a gnditorului....

Lucrarea se dorete a fi un suportpentru bucuria inginerului de adescoperi, concepe, realiza soluiitehnice noi, complexe,combinnd sisteme mecanice cu celehidraulice i pneumatice comandateelectronic,considernd protejarea mediuluinatural, eficiena energetic irentabilitatea soluiilor finalizate.


3/76

Modulul de instruire:

Sisteme hidraulice pentru aplicaii mobile

Obiectivul cursuluiStudenii vor dobndi competene aprofundate n construcia,calculul i comanda sistemelor hidraulice utilizate pe autovehiculepentru aplicaii mobile.

De asemenea, vor fi asimilate cunotine referitoare la modul deutilizare, ntreinere i determinarea defeciunilor la sistemelehidraulice utilizate pe autovehicule.

Trebuie avut n vedere c sistemele hidraulice utilizate naplicaii mobile asigur cerine funcionale pentru autovehiculecare trebuie s rspund unor solicitri, moduri i condiii de

funcionare complexe.

Particularitateasistemelor hidrauliceeste c funcionarealor depinde de micidetalii, precumcalitatea filtrrii

uleiului sau strngereaunor nipluri.

Primul pas pentru a asigura funcionarea sistemelor hidraulicepentru aplicaii mobile este nelegerea lor.


4/76

Modul de utilizare al cursuluiModulul de instruire este defalcat pe uniti de nvarepentrucare sunt prevzute:

o parte destinat identificrii principiilor, soluiilorexistente, bibliografie

timpul orientativ alocat instruirii

instruciuni de nvare;recomandarea de a asimila soluiile tehnice

dobndite, parcurgnd materialul supus studiului

aspecte importante ale sistemului studiat cuprinsesub form de rezumat

testul de autoevaluare i ntrebri de autocontrol

Materialul de studiu cuprinde

obiectivele unitii de nvare i competeneledobndite

indicarea avantajelor anumitor soluii

indicarea dezavantajelor

atenionri n utilizarea sistemului studiat


5/76

Cursul cuprinde urmtoarele uniti de nvare:

Unitatea de nvare pag.1. Clasificarea sistemelor hidraulice pentru aplicaii mobile 62. Cerine impuse sistemelor hidraulice pentru aplicaii mobile. 203. Tipuri i proprieti ale lichidelor hidraulice pentru aplicaiimobile.

30

4. Calculul i construcia sistemelor hidraulice ale motorului. 485. Calculul i construcia sistemelor hidraulice utilizate latransmisie.

62

6. Calculul i construcia sistemului hidraulic i pneumatic defrnare.

67

7. Calculul i construcia suspensiei hidraulice i pneumatice.8. Calculul i construcia surselor de energie hidraulic pentruaplicaii mobile (sisteme cu debit constant, sisteme cupresiune constant, sisteme load sensing)9. Calculul i construcia sistemului de direcie hidrostatic laautovehicule pe roi i pe enile

10. Calculul i construcia transmisiilor hidrostatice.11. Calculul i construcia sistemelor hidraulice pentruacionarea sistemelor de lucru de pe autovehicule deconstrucii, agricole, forestiere i comunale,12. Comanda sistemelor hidraulice pentru aplicaii mobile.13. Punerea n funciune, utilizarea, ntreinerea sistemelorhidraulice pentru aplicaii mobile.14. Determinarea defeciunilor i soluii de remediere la

sistemele hidraulice pentru aplicaii mobile.


6/76

Unitatea de nvare:

or hidraulice pentru aplicaiiClasificarea sistemelmobile

competenele capacitatea de a identifica

Obiectivul hidraulice ca subsisteme a unorunitii de

dobndite

me

ansambluri funcionale;

constrngerile i condiiile specifice de

ce

nvare

capacitatea de a identifica siste

funcionare a sistemelor hidrauli .

nvarerecomandat

Notarea lng sistemele hidrauliccondiiilor de lucru i a cerinelorrezult pentru sistemul abordat.

Metoda de cu indicarea sistemelor hidraul Utilizarea unor scheme de autovehicule

ice.e ace

Timpul destudiurecomandat

3 ore

Bibliografie surse deinformare

Fluidtechnik fur mobile AnwendungIFAS Aachen, 1998,

2.

1. Murrenhoff, H., Wallentowitz, H.en,

nfoss.com/literature

www.sauer-da 3. fluid.power.net4. www.hydraulicspneumatics.com


7/76

1.1 Sisteme hidraulice pentru aplicaii mobile viziune generalplicaie larg i divers n acionarea anumitor

ubsisteme ale autovehiculului. n acest curs sunt acoperite att sistemele

iceeaz diferite maini de lucru de pe autovehicule destinate unor

n tabelul 1.1 s e partic a ce lasistemele hidraulice pentru aplicaii

Tabelul 1.1

leautovehiculului

Sistemele hidraulice au o as

hidraulice aplicate la autovehicule convenionale, ct i sistemele hidraulcare acionaplicaii speciale.

unt indicat ul ritile aplicrii principiilor hidraulimobile.

Sisteme

Sisteme delucrudraulice

Hidraulicindustrial

Hidraulicpentru avhi

mobileiaie

puterea W ne10 (20) k limitat nelimitat 200 kWnivelul depresiune

4 bar200 bar 20 bar 420 bar 200 (600)

masa +- ++ ----timp destaionare n

rezervor

1..2 min 3..5 min 0.5..1 min15s

domeniul detemperaturi

(-.. (350)C

-40..+120 C60) -40+120 C

-40..+120 C-60..+70

randament +- + ++ +cerine degomot ++ ++- +-z


8/76

1.2 Sistemele hidraulice utilizate la autovehicule

O imagine sintetic a sistemelor autovehiculului care au n componensisteme hidraulice este ilustrat n figura 1.1.

Sistemele se ncadreaz funcie de tipul dinamicii autovehiculului la carecontribuie. Astfel se consider urmtoarele categorii de sisteme care au ncomponen subsisteme hidraulice: motor (1), ambreiaj, cutie de viteze (2),iferenial (3), sistem de direcie (4), sistem de frnare (5), suspensie (6).

teme hidraulice sunt de maximportan pentru propulsia i sigurana deplasrii autovehiculului.

dSe constat c sistemele care conin subsiim

Fig. 1.1 Principalele sisteme ale autovehiculului care au n componen

subsisteme hidraulice

1.2.1 Sisteme care intervin n dinamica longitudinal a autovehiculului:

Motorul cu ardere intern (fig. 1.2):

sistemul de alimentare cu combustibil (1);


9/76

sistemul de ungere (2); sistemul de rcire cu sistemul de acionare al

achei hidraulici, ntinztorventilatorului (3);

mecanismul de distribuie: tde lan, mecanism de reglaj al distribuiei variabile (4)

Fig. 1.2 Sistemele hidraulice de pe motor

utia de viteze: mecanism de acionare (autocamioane, cutii automate),sicontinu a raportului de tra

iferenialul poate fi prevzut cu mecanism hidraulic de cuplare pentru a

Cstem de reglaj al distanei discurilor la cutia de viteze mecanic cu variaia

nsmitere (fig.1.3).Dpermite funcionarea punilor n condiii optime de eficien (fig. 1.4).


10/76

Fig. 1.3 cutia de viteze Fig. 1.4 diferenialul

Sistemul de frnare (fig.1.5) intervine de asemenea n dinamica longitudinala autovehiculului i se caracterizeaz prin fore mari, disponibile rapidrealizate de sistemul hidraulic. Comanda i reglajul sistemului este realizatelectronic.

Fig.1.5 Dispunerea sistemului de frnare pe autovehicul

1.2.2 Sisteme auxiliareSistemele auxiliare care pot avea antrenare hidraulic sunt:

sistemul electric antrenarea alternatorului;sistemul de rcire antrenarea ventilatorului;sistemul de climatizare antrenarea compresorului.


11/76

n majoritatea cazurilor puterea necesar antrenrii sistemelor auxiliaretrebuie s fie disponibil foarte rapid, la turaii joase ale motorului cuardere intern. Pentru eficien energetic trebuie s existe posibilitateafuncionrii agregatelor auxiliare n regim optim indiferent de turaia

motorului. Avantajul sistemelor hidrostatice const n faptul c debitulrealizat de pompa destinat antrenrii agregatelor auxiliare nu depinde numaide turaia de antrenare (deci a motorului) ci i de volumul pompei. Debituldetermin turaia agregatului antrenat conform relaiei (1.1).

motorpompa QQ = ;motor

motorpompa

motormotormotorpompapompaV

VnnVnVn == (1.1)

chema de principiu aplicat pentru antrenarea sistemelor auxiliare esteS

ilustrat n figura 1.6. Sistemul se compune din pompa cu debit variabil 1,asigurat prin supapa de presiune 2, care debiteaz lichidul hidraulic prindistribuitoarele proporionale 3 spre motoarele de volum constant 4 careantreneaz sistemele de lucru ale agregatelor auxiliare.

Fig. 1.6 hidraulic aSchema de principiu a sistemului de acionaredispozitivelor auxiliare


12/76

1.2.3 Sisteme care intervin n dinamica transversal a autovehiculului

Sistemul de direcie (fig.1.7)

Fig. 1.7 Sistemul de direcie

1.2.5 Sisteme care intervin n dinamica vertical a autovehiculului

(fig.1.8): Suspensia autovehiculului

Fig.1.8 Suspensia autovehiculului


13/76

Fig.1.8 Suspensia autovehiculului - continuare

Se observ c sistemele hidraulice intervin n deplasarea autovehiculului iimplicit n sigurana deplasrii acestuia. n acest context sistemeleprezentate separat funcioneaz corelat, cum este cazul sistemului defrnare (ABS) i sistemul de control al traciunii (ASR) reunite n sistemulde asigurare al stabilitii (ESP Electronic Stability Program), care aredrept scop meninerea traiectoriei stabile, indicat n figura 1.9. Schemahidraulic este ilustrat n figura 1.10.


14/76

Fig.1.9: Traiectoria controlat a autovehiculului

Fig.1.10: Schema hidraulic a sistemului ESP


15/76

1.2.6 Sisteme de confort utilizate pe autovehicule

n domeniul sistemelor de confort care pot fi acionate hidraulic saupneumatic se ncadreaz

:

sistemul de nchidere centralizat; sistemul de reglaj al farurilor; sistemul de splare al geamurilor; motoarele hidraulice sau pneumatice de antrenare a tergtoarelor; instalaia de climatizare; instalaia de manipulare a plafonului la autovehicule decapotabile; sistem de etanare a plafonierei sau portbagajului prin umflarea unui

furtun n momentul nchiderii elementelor de caroserie; etc,.

Un exemplu de dispunere a sistemului de climatizare pe autovehicul esteilustrat n figura 1.11.

Fig. 1.11 Dispunerea sistemului de climatizare pe autovehicul


16/76

1.3.Sisteme de lucru utilizate pe autovehicule speciale

plicaiile sistemelor hidraulice la acionarea agregatelor de lucru pe

tovehicule este c pentru acestea trebuie s sesigure energia primar att n timpul deplasrii autovehiculului ct i atuncicnSistemele hidraulice aplicate pe autovehiculele speciale se clasific funciede u

e,

de propulsie hidraulic;

servodirecie;

Multitudinea de aplicaii au n comun o serie de caracteristici care fac caagregatele de lucru de pe autovehiculele speciale s fie acionate hidraulic.Aceste caracteristici sunt:

fore de acionare mari; numr mare de grade de libertate; rspuns dinamic rapid; greutate specific ridicat.

O clasificare a sistemelor hidraulice pentru aplicaii pe autovehicule specialese face funcie de domeniul de aplicare:

Aautovehicule sunt extrem de diverse. Particularitatea acionrii sistemelor

hidraulice de lucru pe auad acesta staioneaz.

rol l jucat pe autovehicul:

sistemele utilizate la propulsia autovehiculului (sistem de alimentarungere, rcire, frnare);

hidraulica sistemelor de lucru; sistem sisteme de confort.

autovehicule destinate

agriculturii:

combine; autovehicule pentru irigaie

i stropire; autovehicule de recoltat;

tractoare;


17/76

autovehicule forestiere: autocamioane pentru

transport buteni; autovehicule pentru

defriat, tiere i tractatbuteni;

excavatoare;

autovehicule construcii:

compactoare; maini de asfaltat; buldozere.

autobetoniere

autovehicule speciale: autovehicule de stins

incendii; autovehicule de aeroport

pentru tractat aeronave;

autovehicule tractate cusistem de frnare i utilaje

proprii automturtoare.

ratrac pentru compactatzpada;

Exemple de dispunere a sistemelor hidraulice pe autovehicule speciale estexemplificat n figura 1.12.e


18/76

Fig. 1.12: Dispunerea sistemelor hidraulice pe elementelor de

lucru: 1 - cilindru de acionare bra cup, 2 cilindru de ridicare bra, 3 motor acionare rotaie cabin, 4 cilindru misiehidrostatic

ntru acionarea

acionare cup, 5 trans

Rezumat i concluzii

O imagine general asupra sistemelor hidrauli e obinece de pe autovehicule sconsidernd dinamica longitudinal, verticali transversal a autovehiculului.Exist sisteme hidraulice care intr n componena motorului, transmisiei,suspensiei, sistemului de frnare, direcie. De asemenea o serie deechipamente de lucru de pe autovehicule speciale sunt acionate hidraulicdatorit avantajelor acestui mod de transmitere a energiei: densitate deputere, posibilitatea acionrii la distan, poziionare fr restricii auneltei de lucru, comand continu sub sarcin.Sistemele hidraulice de pe autovehicule funcioneaz n condiii specialefuncie de rolul pe care l au, de unde rezult cerine speciale pentru fluiduli sistemele de lucru.


19/76

Test de autoevaluare...........15 min

1.Indicai pe autovehicul sistemele hidraulice

10p

2. Pentru acionarea sistemelor de lucru ale autovehiculelor speciale sefolosesc sisteme hidraulice deoarece:permit amplificarea foreide acionare

adevrat fals 1psunt ieftine adevrat fals 1ppermit amplasareaelementelor de execuie ladistan mare fa desursa de propulsie

adevrat fals 1p

3. Presiunile din sistemele hidraulice pentru aplicaii mobile sunt:n sistemele autovehicululuimax. 200 bar

adevrat fals 1p

n sistemele de lucru de pe

autovehicule max. 20 baradev

rat fals 1p

13 p se consider cunotine acceptabileDac punctajul nu este maxim se recomandreluarea nvrii.n hidraulic, mici inexactiti pot aveaconsecine majore. Detaliile sunt importante !
http://www.beaudaniels.com/Full-cutaway-zoom/Full-car.htmlhttp://www.beaudaniels.com/Full-cutaway-zoom/Full-car.html


20/76

Unitatea de nvare 2

Cerin u aplicaii

mobile

e impuse sistemelor hidraulice pentr

Obiectivulunitii denvarecompeteneledobndite

capacitatea de a identifica condiiile ncare funcioneaz sistemele hidraulicen aplicaii mobile

capacitatea de a defini cerineleimpuse unui sistem hidraulic funcie deaplicaie i condiii de lucru

Metoda denvarerecomandat

crearea de scheme logice n care s fiesintetizate cerinele impuse sistemelorhidraulice


3 ore


1. Murrenhoff, H., Wallentowitz, H.Fluidtechnik fur mobile Anwendungen,

en, 1998,2. o

IFAS Aachwww.sauer-danfoss.c m/literature

3. .net4. www.hydraulicspneumatics.com

fluid.power


21/76

2. 1 Cerinele impuse sistemelor hidraulice utilizate peutovehicule

hidraulice li se impun o serie de condiii funcionale care rezult

e funcionare i din rolul pe care l au n aplicaiile mobile.Imaginea general asupra cerine

Tabelul 2.1

condiii de mediu

diuluiam

um

cod

aSistemelor

in condiiile ddlor este sintetizat n tabelul 2.1

domeniu larg de temperaturi ale mebiantiditate ridicat

funcionare n regim de praf, murdrie;ndiii de vibraii intense pe domeniu larg

e frecvene

condiii de funmontaj

domeniu larg de turaii; volum redus a s de montaj; flexibilitate de montaj ridicat;

zg

cionare ipaiului

mas redus;volum redus al rezervorului;

omot redus.

cerine gen raimplicaii a pr

esu

le privinda

protecia mediului;fluidul de lucru;

nivelul de zgomot.

condiii de utilizare intreinere

durata de funcionare la parametriioptimi;

intervalele de timp pentru ntreinere; nivelul de complexitate al ntreinerii;

comandi utilizare accesibil;

strategia de siguran nivel ridicat pentru sigurana n

funcionare;

aspecte economice

costuri reduse; randament ridicat; posibilitatea automatizrii.


22/76

2.2 Condiiile de mediu

Particularitile funcionale legate de condiiile de mediu sunt (fig.2.1):

unele sisteme trebuie s fie funcionale imediat dup pornire (deexemplu sistemul de diresistemului nu este admisibil n acest caz;

tea transmit deviscozitate, iar viscoz

Durata de funcio mperatur;az li draulice

Sistemele de rcire saunu trebuie s afecteze spa

a sistemelor ncrcate cu impuriti(cum sunt de exemplu c e specialepentru calitatea i mate evite

i i ptrunderea impurit

Funcionarea n mediu umed itedin splare, ploaie, etc cie

ecial pe

hidraulice foarte robust pentrundiiilor fu z la tolerane

de montaj foarte strns solicitri suntdeosebite, deoarece sistemul funcioneaz pe terenuri accidentate ncare apar suprasarcini foarte mari i solicitri dinamice.

funcionare stabil i sigur la orice temperatur a mediului carepoate fi cuprins n domeniul -40C i 120 C;

cie sau de frnare. Un timp de nclzire a

Calita erii energiei hidraulice prin lichid depindeitatea de temperatur;

nare a uleiului depinde de te

Nu se utilizestaionare.

chide hidraulice folosite la sisteme hi

de nclzire utilizate pentru lichidul hidrauliciul disponibil.

Funcionare hidraulice n medii ondiiile de antier) ridic cerin

rialul elementelor de care trebuie silor.scurgerea uleiulu

i sub aciunea jeturilor de ap (prove

proten

.) impun cerine speciale pentruntru tijele cilindrilor hidraulici.anticoroziv n sp

Componentelemeninerea co

trebuie configuratenc ionale a pieselor care lucrea

e, iar condiiile de vibraii i


23/76

.2.1 Imagine general asupra condiiilor de funcionare a sistemelorhidraulice

Fig

2.3

spec tru aplicaiiobi

MasaLa aplimportepind tricionat deondiiile de deplasare ale autovehiculului);

Condiiile de funcionare i montaj

tele legate de condiiile de funcionare i montaj penAm le se grupeaz dup cum urmeaz:

i gabarit;icaii mobile cerinele privind masa i gabaritul reduse sunt foarteante deoarece se regsesc n masa total a autovehiculului (de caree consumul autovehiculului) i gabaritul acestuia (resd

c

23


24/76

Aceleai condiii duc la un rezervor de volum redus care impune timpi derepaus n rezervor de 15 s (timp necesar rcirii i separrii aerului) fa de 2 3 min la aplicaii staionare.

Flexibilitate de montajNecesitatea amplasrii la distan a componentelor hidraulice i realizarealegturilor peste articulaii mecanice, se impune ca o cerin important,flexibilitatea n montajul componentelor (flexibilitate = conectareacomponentelor prin furtunuri flexibile permite amplasarea n orice poziie,schimbarea componentelor, etc.).

Domeniul de turaiiComponentele hidraulice trebuie s lucreze conectate de motorul cu ardere

intern care lucreaz la turaii ridicate i ntr-un domeniu larg de turaii, acrui raport a valorilor extreme este aproximativ 5.

Debitul volumic al lichidului hidraulicNecesarul de debit al sistemelor hidraulice de pe autovehicul nu este legatde turaia motorului a crei evoluie este impus de cerinele de traciuneale autovehiculului. n acest caz este necesar utilizarea de pompe cu volumvariabil pentru reglarea debitului absorbit de consumatorul hidraulic. Existi aplicaii care folosesc pompe de volum constant, iar reglajul debitului seface printr-o supap de debit, soluie mai ieftin constructiv, dar asociat cupierderi energetice mai mari (ex. servodirecie care are un consum globalrelaLegat de debitul volumic se imp pentru pulsaii reduse de debituncie de aplicaii.

economice legate de aplicaiile laautovehicule difer funcie de destinaia

tiv redus).un cerine

f

2.4 Aspecte economice

Aspectele

sistemelor hidraulice: sistemele hidraulice de pe autovehicule; sistemele hidraulice ale agregatelor de

lucru de pe autovehicul.


25/76

Sistemele hidraulice ale autovehiculelor

primeaz costul de achiziie al componentelor; numrul mare de buci permite optimizarea componentelor hidraulice

pentru aplicaii specifice (la un anumit autovehicul);trebuie s fie tehnologice pentru producie de serie

i costisitoare; timpul de funcionare al agregatelor auxiliare de pe autovehicul este

talat pentru antrenarea lor poate

agregatelor de lucru de peautovehicule;

edin timpul de funciocosturi mai reduse, c

se folosesc componente ie(exemplu sisteme load se eadapteaz consumul la sarcin

componentelemare (pretare la fabricare i montaj automatizat iniial i n caz dereparaii);

trebuie evitate verificri i reglaje complicaterelativ redus, dei puterea insatinge valori de 20 kW). Astfel sistemul lor de acionare trebuie spermit o funcionare n gol cu un consum minimal.

Sistemele hidraulice de acionare a

xploatare deoarece eficiena economic rezultnare. Cu ct funcionarea este mai ndelungat cuu a

primeaz costul ntt eficiena economic este mai evident.

ide randament ridicat mai scumpe la achiznsing (vezi unitatea de nvare 10) car

, dar necesit pompe de volum variabil);
http://www.beaudaniels.com/Full-cutaway-zoom/Full-car.html


26/76

numrul mai redus de aplicaii, nu justific dezvoltrii specializate ise impune utilizarea componentelor standardizate, ceea ce poateaduce dezavantaje privind masa sistemului hidraulic);

pentru funcionare economic se recomand automatizarea anumitorcicluri de lucru.

.5 Aspecte privind sigurana n funcionare

e;

2

Conceptele de asigurare a siguranei nfuncionare a sistemelor hidraulice diferfuncie de destinaia sistemului hidraulic:

sistemele hidraulice de pe autovehicul sistemele hidraulice ale agregatelor delucru de pe autovehicul.

ze semnificativ mai mari autoturismele ruleaz la vite dectautovehiculele speciale;

sistemele care intervin n sigurana deplasrii sunt dublate ( deexemplu la cderea servodireciei, manverabilitatea autovehiculului semenine datorit legturii mecanice care exist ntre coloana volanuluii elementul de acionare al direciei (cremalierei);

rite

la autovehicule speciale se poate realiza acionarea complet hidraulica direciei;sistemele de frnare se configureaz n circuite difeindependente;frnele pneumatice sunt astfel construite nct la cderea sistemuluide frnare, autovehiculul este frnat;


27/76

unele sisteme sunt prevzute cu un mecanism redundant de deblocareacionat manual (de exemplu nchiderea centralizat a uilor);la sistemele de pe autovehicule speciale la cder ea presiunii, se

tor, activarea funciei de ridicare este prioritar fade funcia de traciune)

.6 Aspecte privind utilizare i ntreinerea sistemelor hidraulice

de ntreinere sunt legate de sistemele hidraulice ale autovehiculelor,care trebuie s funcioneze n toate condiiile de exploatare.

La sistemele hidraulice caintervale de ntreinere. Stabilirea condiiilor de nt de condiiile de

exploatare (de exemplu un autovehicul de carier funcioneazpermanent n timp ce o combin este neexploatat mai multe luni, dupcare funcioneaz aproximativ continuu cteva luni la rnd).

2.7 Aspecte privind utilizarea sistemelor hidraulice n medii

afectate de murdrie

cupleaz acionarea diferitelor componente n poziii de siguran (de

exemplu la stivui

2 Cele mai pretenioase cerine privind nivelul i timpul pentru operaiile

re acioneaz agregatele de lucru se prevd

reinere difer funcie

Contaminare a lichidului hidraulic este cauza principal a defectrii t mai des filtre fine;

barea uleiului;

sistemelor hidraulice;Se monteaz c

Se acord foarte mare atenie ntreinerii i meninerii cureniei ntimpul operaiilor de ntreinere, schim


28/76

Cele trei reguli n hidraulic conform Danfoss (www.sauer-danfoss.com)

Se monteaz sisteme de monitorizare a strii uleiului pentru

2.8 A

lipsete gradul de nelegere al sistemului

La acionarea sistemelor de lucru de pe autovehicule speciale estenecesar acionarea simultan a mai multor funcii, motiv pentru care

) i

unciilor de comand prin funcii automatizate.

CurenieCurenie

Curenie

ntreinere flexibil funcie de depirea gradului de impurificarerespectiv a gradului de mbtrnire al uleiului.

specte privind deservirea sistemelor hidraulice

Acionarea sistemelor hidraulice este extrem de important laautovehicule, deoarecehidraulic.Numeroase sisteme hidraulice funcioneaz independent (ex. sistemulABS care nu trebuie s ncarce suplimentar conductorul auto aflatntr-o situaie critic).

s-au dezvoltat sisteme de acionare unitar (de exemplu tip jostick

preluarea parial a f


29/76

Rezumat i concluziiCerinele impuse sistemelor hidraulice pentru aplicaii mobile sunt foartediverse i re iiile de funcionare ale autovehiculului i din rolulzult din condpe care l ndeplinesc.Sunt cerine legate de mediul de lucru, condiiile de montaj i defuncionare, aspecte economice i de siguran.

Test de autoevaluare........15 min1. Reapl

alizai o schem a cerinelor impuse sistemelor hidraulice pentru

icaii mobile 10p

2. Sistemele hidraulice pentru aplicaii mobilelucreaz proporional cu regimul motorului adevrat fals 1plucreaz optim independent de temperatur adevrat fals 1psistem

care aapacitate maxim ct timp funcioneazautovehiculul

ele hidraulice de pe autovehicule (nu cele

cioneaz agregate de lucru) lucreaz la adevrat fals 1pc

3. Costul legat de exploatarea sistemelor hidraulice conteazla sistemele care acioneaz agregate de lucru adevrat fals 1p

4. La autovehicule convenionale acionarea servodireciei se realizeaznumai hidraulic din motoive de siguran adevrat fals 1p

13 p se consider cunotine acceptabile

Dac punctajul nu este maxim se recomandreluarea nvrii.Adoptai soluii ecologice


30/76

Unitatea de nvare 3

Tipuri i proprieti ale lichidelor hidraulice pentru aplicaii

mobile

Obiectivulunitii

a cunoate legtura dintre proprietilede

nvarecompetenele

cerute i cele pe care le au lichidelehidraulice existente;

a cunoate p dobndite

roprietile potrivitepentru o anumit aplicatie

nvare

recomandat

Abordarea unei schemeidentificarea proprietilor cer

Metoda de Parcurgerea materialului folosind

creionulcu

ute iadoptarea unui tip de lichid hidraulic.Timpul destudiu 3 orerecomandat


2.

1. Murrenhoff, H., Wallentowitz, H.chnik fu Anw ngen,

chen,anfoss.com/literature

Fluidte r mobile enduIFAS Aa 1998,www.sauer-d

.netydraulicspneumatics.com

3. fluid.power4. www.h 5. ***Hydraulics. Theory and

TextbookApplications. Bosch Training


31/76

3.1 Generaliti privind utilizarea lichidelor hidraulice

ele

La aplicade putere, motiv pentru care sistemelehidraulic ari. ulelor:

p are a

utilajelor mobile: : pn la 420 bar.Cerin caliti de

lubrifie

Datorit spaiului disponibil redus, rezervoarele sunt de dimensiuni reduse,rezult timp redus de staionare

Cerine pe : nalte

cal i 100C) variaieie de

rezNu este timp pentru rcire i separare aer!

Sistemele hidraulice funcioneaz n condiii de variaii a temperaturii

mediuluiCerine pentru lichidul hidraulic: funcionaresigurla pornire

Cerinele impuse sistemelor hidraulice rezult considernd urmtoaraspecte:

iile mobile se pune accent pe densitate

e lucreaz la presiuni m presiunea n sistemele autovehic

n la 200 barpresiunea n sistemele de acion

e pentru lichidul hidraulic:

re

a lichidului n rezervor,

ntru lichidul hidrauliccaliti funcionale la temperaturi

(care pot atinge lominimal a viscozitii functemperatur;

istenla spumarei dizolvare aer.


32/76

nc e hidraulicerezultate prin scurgere sauconsiderat la aplicaiile mobile ai ales la autovehiculeleforestiere, agricole sau de coniar scurgerea lichidului hidraulic p strugefertilitatea solului n zon

prietenoase fa de mediu, ci lichide care ncarc mai puin mediul.Cerine pentru lichidul hidraulic: caliti ecologice n contact cu mediulnatural, i prin tehnologia de fabricaiei nlturarea lichidului uzat.

ul pe care ldeservesc, iar imaginea general

exist o mare diversitate de sistduce la lichide cu o compoziie chimicfizico chimice necesare realizr melor de lucru.

Numrul lichidelor hidraulice la autovehiculele cu sisteme de lucru acionatehidraulic este mai mic dect la autoturisme, deoarece se folosete o surs denergie hidraulic pentru mai multe sisteme de lucru.

rcarea mediului natural prin lichidprin uzur este un aspect care trebuie

n general, dar mstrucii care funcioneaz pe sol neamenajat,

oate contamina pnza freatic sau dia de scurgere. n prezent nu sunt lichide

3.2 Tipurile de lichide hidraulice

Lichidele hidraulice au caliti specifice funcie de sistem a sistemelor de pe autovehicul arat c

eme bazate pe circulaia lichidelor, ceea ce divers care asigur proprietile

ii funcionrii siste

e


33/76

O caracteristic comun lichidelor hidraulice pentru aplicaii mobile estestructura lor format dintr-o component de baz i mai muli aditivi careamelioreaz anumite funcii de lucru.Ponderea aditivilor poate fi de la cteva procente la o participaie de 50% la

uleiurile greu inflamabile.Lichidele hidraulice folosite pe larg n prezent au n compoziia lor de bazulei mineral. Motivaia pentru aceasta utilizare este:

fa dechidele pe baza uleiurile minerale.

e la sistemele autovehiculului esterezentat n tabelul 3.1. Se precizeaz c numrul lichidelor de lucru este

costul redus; exist n cantiti suficient de mari; exist experien ndelungat n utilizare; s-au realizat eforturi ample de cercetare pentru obinerea calitilor

actuale;

proprietile lor sunt clar definite i reproductibile.Prerea specialitilor n hidraulic /1/ este c un mediu de lucru alternativ sea impune doar dac are proprieti asemntoare sau superioarev

liO sintez a lichidelor hidraulice utilizatpmai mic la autovehiculele cu sisteme de lucru acionate hidraulic

Tabelul 3.1

sistemulhidraulic

lichidul delucru

observaii - proprieti speciale

sistemul dealimentare

benzinmotorinalcoolibiocombustibil

caliti de lubrifiere foarte slabe mai ales abenzinei, rezult caliti speciale pentrucomponentele sistemelor de injecie de maiales de presiune nalt;

inflamabil

neecologic! nu se deverseaz n mediu


34/76

sistemul dercire

amestecantigel50%-70% ap

se folosete ntreaga perioad a anului;

49% - 29%

etilenglicoladitivianticorozivi toxic

neecologicz n mediu! nu se deversea

-sis mungere

moistemul de

odificarea

minerale

sintetice

standardizate conform unor clase de

tii inginerilor dinSUA SAE.

te ul deal

uleiuri Uleiurile pentru motoare au fost

torului uleiuri viscozitate conform Socie-sacionare almecanismuluipentru

Categoriile de clase de viscozitate SAE suntprezentate n tabelul 3.2

mfazelor dedistribuie, neecologic

! nu se deverseaz n mediu-cutia de

viteze-eletra

- uleiuri

minerale

-ulei

Uleiuri standardizate SAE, analog uleiurilor

pentru motoare. Clasele SAE penttransmisii sunt prezentate n tabelul 3.3.Clasele SAE la motoare i transmisii nu

rumentele

nsmisiei urisintetice coincid. Toleranele performanelor uleiurilor

pentru motoare sunt mai strnse datoritcondiiilor de funcionare mai dificile nmotoare.

sistemul dedirecie

uleiuri pentrutransmisii

automate

- Se folosesc uleiuri ca cele utilizate ntransmisiile hidrodinamice (bazate pe

circulaia cu vitez a lichidului de lucru lichide ATF Automatic Transmission Fluid)- Cerina principal fr a inhiba eliminarea aerului.

este spumarea redus


35/76

prezena gazelor n lichidafecteaz semnificativ funcionarea

sistemuluiSuspensia uleiuri - Pentru a asigura funcionarea amortizorului

i la temperaturi reduse, uleiul trebuie s fielichid i la temperaturi reduse (punct decongelare la - 50 C).- nu este permis ca viscozitatea uleiului

difice n timp,zut pentru

z inert fa de uleiul mineral,

slabaditivate

utilizat la suspensii s se modeoarece construcia sa este prevfuncionare pe termen lung.

- compensarea volumic din amortizor se facecu azot, un gaastfel c se evit oxidarea (mbtrnireauleiului de lucru)

Sistemufrnare

l de Componentade baz:PoliglicolesterEx.

er

Datorit temperaturilor mari care apar laelementele de frnare ale roii, lichidul defrn trebuie ent la temperaturi

)

ea

leui de

DOT din SUA, sintetizat n tabelul

iiare de la

pedal la roat.Apa ptrunde mai ales prin furtunuri, motivpentru care trebuie utilizate materiale care

boratest

s fie rezistnalte;Se cere un punct de vaporizare (temperatur

ct mai mare pentru a se evita scderaccentuat a nivelului lichidului de frnareprin vaporizare;Clasificarea lichidelor de frn se faceconform standardului Federal Motor VehicStandard (FMVSS 116) al DepartamentulTransport3.4.Se cere o capacitate mare de absorbie a

apei deoarece apa tinde s se vaporizezerapid iar prezena vaporilor (gazelor) n lichidar duce la scdere semnificativ a capacitde transmitere a energie de frn


36/76

nu permit trecerea apei.Garniturile de etanare se confecioneaz dinmateriale speciale rezistente la aciuneaglicolilor.

Nu se schimb lichidul de lucrufr a verifica compatibilitatea cu elemende etanare.

tele

Se verific periodic coninutulde api dup caz se schimb lichidul defrn.

Sistemele delucru acionate

uleiuriminerale

hidraulicvezi subcapitolul 3.3

Tabelul 3

iscozitatea apa.

clasa deviscozitate

SAE

v r

Pas

2 Clasele de viscozitate pentru ulei de motor

ent la 18C viscozitatea cinematic laconform DIN 51377

[m ]100C conform DIN 51550

[mm2/s]minim maxim minim maxim

5W 1250 3.810W 1250 2500 4.115W 2500 5000 5.620W 5000 10000 5.620 5.6 9.330 9.3 12.540 12.5 16.350 16.3 221.9

sele de viscozitate pentru ulei de transmisie

ozitate cinematic n mmTabelul 3.3 Cla

visc 2/s la-17.8 C ( 8.9 C (210 F)0F) -9

clasa deviscozitate

SAE minim maxim minim maxim75 < 3250 4.2


37/76

80 3250 < 2170090 14.2 < 25.0140 25.0 < 43.0250 43.0

Clasificarea lichidelor de frn conform normelor FMVSS 116 este indicatn tabelul 3.4.

Denumire (compoziie i proprietconform DIN ISO 4295)

itate la- 40C [mm2/s]

punct de fierbereTabelul 3.4

i viscozC

lichid de frn DOT 3 max. 1500 min. 205lichid de frn DOT 4 max. 1800 min. 205lichid de frn DOT 5 max. 900 min. 205

pent oare i transmisii

entru motoare se aditiveaz pentru a obine n principal:Indici de viscozitate

de temperaturule a enfu tim omeni .

Uleiruile sintetice se preteazmai bi ilizarea redeoarece asigur indici deviscozit mai mari. Notaiageneric cestor uleiu esteEHVI ( eme high vi cosityindex) ;Fig.3.1 Dependena ii

de temperatur Rezisten

ia generic este E rile se a asem cele hi conform lui

3.2.1. UleiurileUleiurile p

ru mot

superiori la care dependena viscozitii funcieeliorat (fig. 3.1). Uleiurile astfel obinute se numesc

este amd i n notaia lor apare dom

(exemplu 15W40 diuri multigr

ncionare opiul de temperatur pentru

u de lucru -15C - 40 C)

ne la ut n motoa

ate a a riextr s

viscozit

la ncrcare pentru condiii dificile (frecare mixt).Nota

UleiuP (Extreme Pressure).

ditiveaz ntor cu draulice tabelu3.4.


38/76

3.3 Lichide hidraulice pen ru aplicaii mobi3.3.1. Cerine impuse lichidelor hidraulice

funcionarea fr defeciuni;a parametri p

itabil

erinele impuse lichidelor hidraulice sunt:

transmiterea energiei hidraulice de la pompa hidraulic la motorul sau

trezultate prin abraziune, ap, aer, etc. eliminarea i transportul energiei te

scurgerea prin orificii subiri (neetanPentru a realiza aceste cerine, lichidele deproprieti dintre care o serie au fost standan general ca lichid hidraulic se utilizeazasemenea de utilizeaz fluide rezistente la t au nceput scapete importan, lichidele biodegradabile.

Uleiur

eri prin neetaneiti care duc la vaporizare)

t le

Alegerea celui mai potrivit ulei hidraulic este esenial pentru:

funcionarea sigur; timp ndelungat l rescrii; utilizarea prof

a instalaiei hidraulice.

C

cilindrul hidraulic;ungerea componentelor mobile precum suprafee glisante alepistoanelor i corpurilor distribuitoarelor, lagre i elementehidraulice de comutaie;

protecia suprafeelor splate de lichidul hidraulic;e i reziduurilor, resturilor;rmice generat prin frecare ieiti).

lucru trebuie s asigure anumiterdizate.

transportul elementelor contamina

uleiuri minerale aditivate. Defoc i mai recen

ile minerale sunt inflamabile n anumite condiii

(ex. microjeturi rezultate prin microporoziti ale furtunurilor sauscurg


39/76

motiv pentru care la aplicaii cu risc crescut de incendiu, este necesartilizarea unor lichide de lucru rezistente la foc.

(ex. astfel de lichide sunt impuse prin lege la aplicaiile miniere)lui se

produc ri deschise: maini de sudur, presede for a turbinelor cu gaze).

Lichidele hidraulice ecologice sunt utilizate tot mai frecvent datoritgislaiei de mediu, care impune implicit cerine superioare privind sigurana

cerine sunt cu att mai importante pentru sistemel

idraulice utilizate n: agricultur; elor.

3.3.2. idraulice

Clamari ; conform standardelor

DIN 51524 i 51525 (o clasificare ISO nu este nc definitivat)

OP (Comit Europendes Transmissions Olohydrauliques et Pneumatiques. CETOP este

u

(ex. instalaii de lucru la care o eventual scurgere a uleiu

e pe suprafee fierbini sau flcjare, sisteme de comand

len funcionare. Aceste

h parcuri naturale; exploatri forestiere;

manipularea aliment

Clasificarea lichidelor h

sificarea uleiurilor se face funcie de suportul de baz n trei categoriii este sintetizat n tabelul 3.5.

Lichide hidraulice pe baz de uleiuri minerale

Lichide pe baz de ap rezistente la foc conform VDMA (Verband desDeutschen Maschinen- und Anlagenbaus), CET

comotetul European pentru acionri hidraulice i pneumatice(European Fluid Power Committee).

Lichide hidraulice ecologice.


40/76

Tabelul 3.5

indicativproprieti obinute prin

aditivare pentruaplicaii

Lichid hidraulic pe bazde ulei mineral,

H ulei mineral fr aditivi aplicaii foarte rareHL rezisten anticoroziv;

durabilitateuz general pentru sisteme carelucreaz la presiuni de pn la200 bar i temperaturimoderate.

HL resiuni nalte efect pozitiv asupra uzuriiSe utilizeaz n sistemehidraulice peste 200 bar.

P rezisten la p

HV iicu temperaturacaliti proprii uleiurilor HLP

variaie minimal a viscozit

Lichid hidraulic rezistent la inflamareHFA Emulsie bazat pe coninut mare Aplicaii la utilaje miniere ;

de ap, componentecombustibile maxim 20%.Aditivi anticorozivi;Viscozitate redus pierderi deneetaneitateCost redus

HFB

Aditivi anticorozivi;

ndeplinite ntotdeaunacerinele privindinflamabilitatea

Emulsie bazat pe coninut mare Aplicaii rare deoarece nu sunt

de ap, componentecombustibile maxim 60%.

HFC Emulsie ap - poliglicolUzur mai redus dect la HFAi HFB;

Cel mai utilizat lichid rezistentla inflamare.Este permis utilizarea la


41/76

Compatibili cu garnituri deeta

aplicaii standard cu arestricii privind condiiile defuncionare

numitenare

HFD Lichid sintetic anhidric (fr

coninut de ap): ester fosforicuzur redus;

rezisten la mbtrnire;caliti stabile n domeniu largde temperaturi;compatibil cu garnituri

hidrocarburi clorinateconvenionale;poluante datorithidrocarburilor toxice

Lichid hidraulic ecologic

HFG c, anhidric),

solvabil n ap;nepoluant pentru ap;

Proprieti similare cu auleiurilor minerale

poliglicol (sintetibiodegradabil

HTG Ulei de plante

;

Aplicaii doar n game maistrnse de temperaturulei de rapi;

trigliceride TGnepoluant pentru apinsolvabil n ap

Durat de via mai redus

HT

;ap

Proprieti similare uleiurilorminerale

Ester sinteticBiodegradabilInsolvabil n apNepoluant n

3.4 Prop raulice

zitatEste cea mai important proprietate a lichid r a

rietile lichidelor hid

Visco ea

elor hidraulice fiind o msu


42/76

frecrilor urgeriSe determin msurnd timpul de scurgere p pilar standardizat.

Unitatea em internaiona carecorespunde fo tokes cSt)Viscozitat asigur cerina principal impus a forei.Domeniul de aplicare al lichidelor hidraulice este indicat n tabelul 3.6.

belul 3.62/s] Aspecte practice

interne care apar n timpul c i lichidului.

rin orificiu ca

de msur n sist l SI este mm2

/s (unitatestei uniti centiS .

ea lichidului, transmitere

Ta

Viscozitatea [mm

1 viscozitatea apei

12 valoarea minim pentru ungere minimal a pompei.20 nceputul domeniului pentru funcionare ndelungat36 punct ideal de referin pentru msurtori100 sfritul domeniului pentru funcionare ndelungat

Uleiurile hISO la o e 40C. La ace se definescurmtoarele clase de viscozitate:

VG: 15, 22, 32, 46n not indic tipul uleiulu(ex. Ht o c clasificarea ISO r,

conform t

Tabelul 3.7ISO - VG SAE

idraulice sunt clasificate pe diferite clase conform standardelortemperatur d ast temperatur

, 68, 100aia uleiurilor se i i clasa de viscozitateLP 46).

Exis omparaie ntre i SAE impus uleiurilor de motoabelului 3.7

100 3068, 46 20,20W

32 10W22 5W

Pentru toate aplicaiile este important cunoaterea dependenei viscozitii


43/76

de temperatura uleiului pentru a cunoate posibilitile de utilizare.ependena este reprezentat ntr-o scal dublu logaritmic n figura 3.2D

pentru clasele de viscozitate ISO.

ndena viscozitii de tempFig. 3.2 Depe eratur

c xist ocre tii cu presiunea care devine important la funcionarea

ompresibilitatea lichidului hidraulic

Lichidul hidraulic este un mediu compresibil atunci cnd este supus presiunii.Acest fenomen mai evident la presiuni ridicate i volume mari.Compresibilitatea, variaia de volum V determin variaie depresiune p, se descrie prin modulul de elasticitate E, o caracteristic dematerial, conform relaiei (3.1):

Vis ozitatea se mere a viscozi

odific i funcie de presiunea de lucru. Astfel et

peste 200 bar. De exemplu la 400 bar, viscozitatea se dubleaz.

C

s nifeste ma at de o


44/76

pE

VV =1

0 (3.1)

Valoarea modulului de elasticitate pentru lichide hidraulice este:

E = 1,4 105 bar = 1,4 1011 N/m2

Densitatea

Densitatea lichidului este important pentru efectele ineriale i masa totala sistemului hidraulic. Valori ale densitii lichidelor hidraulice sunt indicaten tabelul 3.8.

Tabelul 3.8

Lichidul hidraulic Valoarea densitii [kg/m3]

Uleiuri minerale 0.9Soluii apoase 1.0Lichide HFD 1.4

Variaia de volum cu temperaturanclzirea uleiului duce la o cretere de volum n urma dilatrii lichidului:

Pentru uleiuri h Co10%7.0

idraulice creterea de volum prin dilatare este:Ex: un volumul de 200 l se dilat cu 8 l nclzit cu 60C.

ngerea necesar reducerii frecrilor pieselor n micare relativ impuneerine legate de calitile tribologice ale uleiului:

viscozitate suficient;

ate. Din acest motiv se recomand pentruceste situaii, utilizarea uleiurilor de nalt presiune (tip HLP).

Calitile tribologiceUc rezistena peliculei la presiune; aderen la suprafa.

n prezent exist tendina creterii presiunii de lucru i reducereatoleranelor de fabricaie, ceea ce face s creasc pericolul ruperii peliculeide ulei i apariia frecrii usca


45/76

Asimilarea aerului i gazelorrezena gazelor n lichide afecteaz calitile transmiterii energiei datorit

elor. Gazul

ste dizolvat n lichid.Problematica prezen onsidernd urmtoarele aspecte:

oninutul normal de aer n lichide hidraulice la presiune atmosferic este 9%

bar i 50C este aproximativ 500%vol.). n cazul n care apare o scdere de presiune (de ex. n zone de

trangulare a curgerii sau cdere de presiune n conducta desub ie (cantitatea zuleaz bule de gaz.

ate ptrunde prin zone cu etaneitate re i se manifestm de spum.

Indiferent de provenien, prezena gazului duce la cavitaie. Cavitaia este procesul de spargere al bulelor de gaz sub aciunea

conjoar. Ocuparea spaiului de ctre.

coroziune abraziv a materialului sub aciunea vrfurilor apariia ocurilor; zgomot.

Pcompresibilitii volumice mult mai mari a gazelor dect a lichid

e ei gazelor n lichide hidraulice se analizeazcCpri volumice. Capacitatea de dizolvare a gazelor crete cu presiunea i temperatura

(ex. la 50

aspiraie)punctul de satura maxim de aer dizolvat), garmas form

Aerul po dussub for

presiunii lichidului care le nlichid se face rapid avnd ca efect apariia unor vrfuri de presiune

Prezena cavitaiei se manifest prin (fig. 3.3):de presiune;

Fig.3.3 Pies deteriorat prin coroziune indus de cavitaie


46/76

Rezistena la oxidarehimice (oxidarea) datorit temperaturii i

emperatur: peste 70C viteza de oxidarese dubleaz cu fiecare cretere de temperatur de 10C.

e combate prin adaosul de aditivi antioxidani.

Alte cPen

propri i; tale neferoase;

Aceste proprieti pot fi optimizate prin adaosul de aditivi potrivii

Modificarea proprietilor cefectelor catalitice al materialelor neferoase este cunoscut ca proces dembtrnire n urma cruia sunt afectate proprietile lichidului.

Oxidarea este accelerat de t

Oxidarea este accelerat de contaminanii rezultai din rugin.Oxidarea s

aracteristici ale lichidelor hidraulicetru funcionarea sistemelor hidraulice sunt importante i urmtoarele

eti ale lichidelor hidraulice:capacitatea de separare a ape

caliti anticorozive;compatibilitatea cu me

compatibilitatea cu materialul elementelor de etanare i afurtunurilor;capacitate de a fi filtrat;punctul de fierbere;

punctul de inflamabilitate.

Rezumat i concluziiCerinele impuse sistemelor hidraulice pentru aplicaii mobile sunt foarte

diverse i rezult din condiiile de funcionare ale autovehiculului i din rolulpe care l ndeplinesc.Sunt cerine legate de mediul de lucru, condiiile de montaj i defuncionare, aspecte economice i de siguran.


47/76

Test de autoevaluare........15 min

1. Realizai o schem a cerinelor impuse sistemelor hidraulice pentrucaii mobile 10papli2. Sistemele hidraulice pentru aplicaii mobilelucre 1paz proporional cu regimul motorului adevrat falslucre fals 1paz optim independent de temperatur adevratsistemele hidraulice de pe autovehicule (nu celcare acioneaz agregate de lucru) lucreaz la

e

1pcapacitate maxim ct timp funcioneaz

autovehiculul

adevrat fals

3. elor hidraulice conteazCostul legat de exploatarea sistemla s agregate de lucru adevrat fals 1pistemele care acioneaz

4. lizeazLa autovehicule convenionale acionarea servodireciei se reanumai hidraulic din motoive de siguran adevrat fals 1p

13 p se consider cun

reluarea nvrii.

otine acceptabilenu este maxim se recomand

Adoptai soluii ecologice

Dac punctajul


48/76

Unitatea de nvare 4

Calculul i construcia sistemelor hidraulice ale

motorului

dobndite motorulu

Obiectivul nelege structura sistmelor hidrunitii de ale motorulunvarecompetenele

identifica fenomenelpot apa

aulicei;

e dinamice carere n sis idra ale

itemele h ulice

Metoda denvare

Parcurgereacreionul

Concerecomandat

materialului folosind

pia cte unei scheme hidraulicepentru fiecare sistem hidraulic


3 ore

Bibliografie IFAS Aachen, 199

surse deinformare

7.

6. Murrenhoff, H., Wallentowitz, H.Fluidtechnik fu Anw ngen,

8,om/literature

r mobile endu

www.sauer-danfoss.c 8. fluid.power.netw.hydraulicspneumatics.com9. ww

4.1 Elemente generale ale calculului sistemelor hidraulice

Sistemele hidraulice ale motorului sunt compuse din elemente de pompareconducte i spaii de curgere elemente de execuie care constituierezistene locale. Schema general de calcul i principalele relaii suntindicate n figura 4.1.


49/76

Fig.4.1. Schema general

n prezen ca or hid ulmultidomeniu ( re AMESI odele secupleaz mai multe componente avnd principii fizice de funcionare diferitei se simuleaz lor simultan.

4.2 Calculul sistemului de injecn figura 4.2 e t modelu n e.

de calcul a sistemelor hidraulice

raulice se face folosind modele de calcM al firmei LMS). La aceste m

t lculul sistemelex. softwa

funcionarea

ie

ui sistem de injecieste ilustra l u cu pomp n lini

Fig.4.2. Schema sistemului de injecie mecanic


50/76

Simularea sistemului folosind modelul AMESIM din figura 4.2 permitedeterminarea parametrilor hidraulic i mecanici din sistem. n figura 4.3 suntreprezentate grafice ale evoluiilor parametrilor semnificativi.

Astfel de modele sunt foarte importante pentru: identificarea cantitii de combustibil refulat; dimensionarea componentelor sistemului de injecie (ex. dimensiunea

conductelor, pistoanelor; identificarea influenei elementelor elastice (ex. arcuri, lichide,

conducte); identificarea comportamentului dinamic al sistemului.

La nivelul i ienjectorului: presiunea i debitul la injector n zona de injec

La nivelul pompei de injecie: fora pe tachet i presiunea n spaiul derefulare:

Fig. 4.3: Mo ie mecanicdelul i rezultatul simulrilor sistemului de injec


51/76

n figura 4.4 este prezentat modelul reelei hidraulice a unui sistem deinjecie common rail.

Fig.4.4 Modelul reelei hidraulice a sistemului de injecie common rail

obinut este evoluia debituluipe fiecare injector i celasigurat de pomp (curba 1 nfigura 4.5).

Fig.4.5: Evoluia debitului nsistemul common rail

Un exemplu de rezultat


52/76

Sursa principal de energie pentru generarea energie hidraulice istfel

antrenarea diferitelor generatoare de energiernumohidraulic sunt necesare mecanisme complexe de antrenare. Un

exemplu este ilustrat n figura 4.6

pneumatice la bordul autovehiculului este motorul cu ardere intern. Apentru a se adaptap

Fhidraulice de pe motor de la arborele

1 pinionul arborelui cotit;2 pinionul arborelui pompei deinjecie (se obine o turaie de 2ori mai mic din diferenadiametrelor);3- pinionul pompei de ap4 pinionul compresorului

pneumatic;5 arborele pompeiservodireciei;6 pinionul arborelui cu came;7 pinioane intermediare;8 pinionul pompei de ulei.

Pinioanele de diametru reduspermit antrenarea la turaii

ede unde rezult un gabarit reduspentru pompa hidraulic

ig. 4.6 Schema antrenrii sistemelor reduse a agregatelor hidraulic

cotit

Fig. 4.7. Antrenarea unei pompehidrostatice pentru agregatele de lucru

hidrostatice de pe autovehicul

nalipentru antrenarea sistemelorde lucru de pe autovehicul, estenecesar montarea unei pompe

hidrostatice antrenat deasemenea de la arborele coti almotorului. Un exemplu decu4.

cazul n care este necesarmentarea unui circuit hidraulic

plare este ilustrat n figura7


53/76

4.3 Construcia sistemului de injecieRolul sistemului de injecie esteaducerea combustibilului n cilindrul

motorului:

unui .

la momentul potrivit;n cantitatea potrivit;la parametri hidraulicipotrivii,

amestec i arderi eficiente

Funcie de procedeul de ardere se deosebes sistemele de injecie pentru benzin; sistemele de injecie pentru motorin sisteme de injecie pentru biodiesel.

Exist trei variante de sisteme de injecie p sistem de injecie cu pomp de injecie n linie (fig. 4.8 ); sistem de injecie cu pomp injector ( sistem de injec ie common rail (fig. 4.

c:

;

entru motorin:

fig. 4.9 );10).

ie cu pomp n linieFig. 4.8 Sistemul de injec


54/76

Fig. 4.8 continuarelul montat pe. Sistemul de injecie cu pomp de injecie n linie: ansamb

motor; pompa de injecie, pompa de mn

Fig. 4.9 Sistem de injecie cu pomp injector: ansamblul montat pe motor,antrenarea i imaginea pompei injector


55/76

Fig. 4.10 Sistem de injecie common rail

4.4

in punct de vedere al modelrii i simulrii, sistemul de ungere estesemntor cu sistemul de injecie. n ambele sisteme exist un circuit

hidraulic clasic la a crui capt apare o scurgere spre rezervorul aflat lapresiune atmosferic (de exemplu stropirea fundului pistonului pentru rcire(fig. 4.11).

Construcia sistemului de ungere

Da

Fig. 4.11 Rcirea pistonului prin stropire

Imaginea sistemulu or de autocamionste reprezentat n figura 4.12 .

i de ungere exemplificat pentru un mote


56/76

Fig. 4.12 Sistemul de ungere al unui motor de autocamion

Principalele componente ale circuitului hidraulic i circulaia uleiului se

identific pe schema din figura 4.13 .

Fig. 4.13 Schema sistemului de ungere

Modul de funcionare: Uleiulabsorbit din baia de ulei (rezervor)prin pomp este dirijat prin filtruspre zonele de ungere. n cazul ncare filtrul este mbcsit, o supapde presiune permite scurt-circuitarea filtrului pentru ca

motorul s nu funcioneze frulei.

: mecanismul

pomp de injecie, compresor)

Agregatele unse suntmotor, mecanismul de distribuie iarborii agregatelor auxiliare (ex.


57/76

Principalele componente ale sistemului de ungere sunt:

Pompa hidraulic realizat ca pomp curoi dinate avnd urmtoarele

caracteristici: tehnologie convenional, cost redus, presiunea la mers n gol 100 200

kPa (1-2 bar) presiunea la sarcin maxim: 300

500 kPa

Filtrul de ulei cu filtrarea

ntreguluidebit;

filtrareaparial adebitului.

Uleiul preia aproximativ 15% dinclconuleporc

dura disipat din cilindru. ndiii de sarcin mare, temperaturaiului poate ajunge la 130 C i seate reduce la 100 C, folosind unitor.


58/76

Componente speciale a motoruluire

ai pentru

ocului termic.

acionate cu uleiul sistemului de ungesunt tacheii hidraulici utiliz

compensarea j

F epent ea randmaentului

motorului; asigurarea st

gol; crete mometul i p

motorului; crete economici contribuie la reduce r

de hidrocarbon.

azele de distribuie variabile sunt utilru:

creter

abilit nii la mers

uterea

tatea;rea emisiilo

Sistemul exemplificat dup Delphi, sebazeaz pe un distribuitor cu lobi, care

acionat de la unitatea central decomand a motorului, dirijeaz cantitimai mari sau mai reduse de ulei rotindcorpul distribuitorului de care estecuplat arborele cu came.

4.5 Sistemul de rcire

Rolul sistemului de rcire este preluarea cldurii de la cilindrii motorului itransportul acesteia la radiator unde este disipat n atmosfer. Zonelercite i schema de principiu a sistemului de rcire sunt indicate n figura4.14 . O particularitatea a sistemului de rcire aplicat la motoare mari (deexemplu autocamion), este includerea n circuitului de rcire a radiatorului


59/76

pentru rcirea uleiului i chiulasa compresorului de aer. Pompa de lichid estede tip hidrodinamic.

Fig.4.14. chema si

Pentru a se evita consumul inutil de energie la antrenarea ventilatoruluiatunci cnd lichidul de rcire nu a depit temperatura acceptabil uneifuncionri optime (ex. 80C) se prventilatorului folosind un sistem

hidrostatic. Sistemele hidraulice supoate face electromagnetic saucomandat prin termostat.

S stemului de rcire

evede posibilitatea decuplrii antrenriide antrenare electric, hidraulic sau

nt indicate n figura 4.15. Decuplarea sealimentarea pompei hidraulice este

Fig. 4.15: Acionarea hidraulic a ventilatorului

1. mot lichid2. pomp de lichid3. rezervor ulei4. motor antrenare ventilator5. supap de reglaj antrenare ventilator

funcie de temperatura lichidului de rcire6. mecanism antrenare jaluzele radiator

or de antrenare pomp de


60/76

Rezumat i concluziiSistemele hidraulice au funcii diverse: sistemul de alimentare asigurdebitarea combustibilului, sistemul de ungere asigur lubrifierea i acionareaunor componente ale mecanismului de distribuie, iar sistemul de rcireasigur transportul cldurii degajate din motor.Sunt lichide de natur diferite potrivite rolului funcional la care se impunsuplimentar condiii de etanare i coroziune.Atenie trebuie asigurat condiiilor de utilizare deoarece sunt sistemeeseniale pentru funcionarea motorului.

Test de autoevaluare.........35 min1. Realizai schema hidraulic a:

sistemului de injecie; 10psistemului de ungere; 10psistemului de rcire; 10p

Indicai sistemele antrenate depinioanele din figur1. _____________________________2. _____________________________3. _____________________________4. _____________________________5. _____________________________6. _____________________________7. _____________________________8. ________________________2. _____

4p

Indicai denumirea sistemului din figur

_____________________________2p

3.


61/76

4. Indicai conexiunile pompeiadmisie------

refulare------ 1p

3. n figur este schema pentru:

_____ungerea pistonului_____rcirea pistonului_____returul de ulei de la turbosuflant_____descrcare supap presiune motor

1p

4. Dacoferul nu schimb filtrul, acesta senfundi motorul func

adevrat fals 1pioneaz fr ungere

5. n timpul funcionr t.Prin ulei se transport ototalul degajat de aproximativ

_____ < 5%_____10 - 15% p

ii, motorul trebuie rcicantitate de ulei din

_____25 - 30%1

6.

Indicai poziiacorespunztoare a

2p___compresorului pneumatic___radiatorului de ulei

40 p se consider cunotine acceptabilepunctajul nu este

reluarea nvrii.Adoptai soluii ecologicn hidraulic detaliile conteaz !

Dac maxim se recomand

e


62/76

Unitatea de nvare 5

Calculul i construcia sistemelor hid ce

utilizate la transmisie

rauli

Obiectivul

nvarecompeteneledobndite

elege structura sistemelorhidraulice ale transmisiei;

identifica fenomenele dinamice carepot apare n sistemele hidraulice ale

unitii den

motorului

Metoda denvarerecomandat

funcionale

Concepia cte unei scheme hidraulicepentru fiecare sistem hidraulic

Parcurgerea materialului folosindcreionul la desenul unor schie

studiurecomandat

Timpul de3 ore

Bibliografie surse de

1. Murrenhoff,Fluidtechnik fur mobile Anwendungen,IFAS Aac

informare

H., tz, H.

hen, 192. www.sauer-danfoss.com/literature

Wallentowi

98,

3. fluid.power.net4. www.hydraulicspneumatics.com

Calculul sistemelor de acionare ale transmisiei

Pentru acionarea sistemelor transmisie hidraulicerelativ simple care au rolul unor amplificatoare de for. Schema de principiu

ilustrat n figura 5.1 folosind programul multidomeniu AMESIM.

elul perm mitfor de ac ionare a sistemuluieste foarte inamic (ex. vitezapistonului de lucru n figura 5.2).

i se folosesc sisteme

este

Mod ite calculul parametrilor mecanici i hidraulici pentru o anuionare i anumite sarcini. Pentru buna funcimportant rspunsul i comportamentul d


63/76

Fig. 5.1 Schema sistemului de acionare hidraulic a elementelor transmisiei

Fig. 5.2 Viteza pistonului elementului de execuie

iteze

renialului.

Sistemele transmisiei acionate hidraulic sunt: sistemul de acionare al ambreiajului; sistemul hidraulic de cuplare al treptelor de vitez la cutiile de v

convenionale pentru autocamioane; sistemul de acionare al treptelor de viteze la cutii automate; sistemul de acionare al tamburilor cutiilor de viteze mecanice; sistemul de acionare al dife


64/76

sistemul de acionare al ambreiajului

Pedala acioneaz un cilindru hidraulic caretransmite energia la un piston de execuie

ide execuie, lor conform relaiei:

de diametru mai mare, rezultndamplificare a forei aplicate elementulu

o

1

212

2

2

1

1

A

AFF

A

F

A

Fp ===

Transmisiile automate sebazeaz pe transferulenergiei prin lichide. n

figur se ilustreaz circuitulhidraulic al cutiei de vitezeautomate.


65/76

Transmisiile mecanice cu variaia continu

Acionarea tamburilor se face prin sistemhidraulic. Un exemplu de soluie tehnic

este ilustrat n figur.

a raportului de transmitere se bazeaz pedistana dintre conurile care prin poziiarelativ acioneaz prin intermediul uneicurele sau lan, la diametre diferiteducnd la modificarea raportului deransmitere.t

Cuplarea celei de a doua puni motoareeste necesar pentru rularea n condiiispeciale (exmurdare, nisip

Posibilitatea cmotoare trengreunarea semnificativ aautovehiculului, creterea consumului iafectarea maniabilitii

Elementul central al transmisiei hibrideasistate hidraulic (ex. transmisia HondaCR-V) este sistemul cu pompe hidraulice

duble, una antrenat de roile fa prinintermediul planetarelor i una antrenatde roile spate prin diferenialul puniispate. Un ambreiaj multidisc acionathidraulic cupleaz arborele de antrenare ladiferenialul spate.

. ploaie, zpad, osele).

uplrii celei de a doua punibuie s se fac fr


66/76

Rezumat i concluziiSistemele hidraulice ale transmisiei au condiii de funcionare mai puinpretenioase. Din acest motiv i clasele de viscozitate sunt n tolerane mailargi.Sistemele hidraulice aplicate la transmisie folosesc pentru acionarea ladistan a elementelor de execuie mecanice.

Test de autoevaluare.........15 min1.Realizai schema hidraulic a sistemului din figur:

10p

2. Acionareaconurilor cutiei de viteze se face cu sistemmecanic; adevrat falshidraulic;

2p

adevrat fals10 p se consider cunoDac punctajul nu estereluarea nvrii.Adoptai soluii ecologn hidraulic detaliile

tine acceptabilemaxim se recomand

iceconteaz !


67/76

Unitatea de nvare 6

Calculul i construc iia sistemului hidraulic

pneumatic de frnareObiectivul

competeneledobndite

nelege structura sistemelorfenomenele dinamice care

pot apare n sistemele hidraulice alemotorului

unitii denvare

hidraulice ale transmisiei; identifica

recomandat Concepia cte uneMetoda denvare

creionul la desenul unor schiefuncionale

Parcurgerea materialului folosind

i scheme hidraulicepentru fiecare sistem hidraulic


3 ore


1. Murrenhoff, H., Wallentowitz, H.Fluidtechnik fur mobile Anwendungen,IFAS Aachen, 1998,

2. www.sauer-danfoss.com/literature3. fluid.power.net4. www.hydraulicspneumatics.com5. ***Bremsanlagen fur Kr

Bosch 1994aftfahrzeuge,

6. ***Automotive Handbook, Bosch, 2004


68/76

6.1 Problematica frnrii autovehiculului

Rolul sistemului de frnare este: reducerea vitezei

autovehiculului;

lui n

deate

uton situa tice n care aparfore transversale asupraautovehiculului;

rea

oprirea autovehiculului; meninerea autovehiculu

stare oprit.

Fiind un sistem care intervine nsigurana deplasrii exist o seriecerine, cele mai multe reglementprin lege:

eficacitatea frnrii (spaiulde frnare); asistena conductorului a

iile cri

stabilitate extins (meninetraiectoriei n timpul frnriin orice condiii de drum ,

ncrcare).

6.2. Calculul sistemelor de fr

odelarea i simularea sistemului de frnare este necesar pentruidentificarea regimurilor tranzitorii, a solicitrilor care apar n timpulprocesului de frnare. Imaginea unui model i a rezultatelor care se potobine sunt ilustrate n figura 6.1.

nare

M


69/76

Fig. 6.1 Modelul i rezultate

.3. Construcia sistemelor de frnare

Fora necesar frnriiautovehiculului este mult maimare dect fora pe care o

folosesc sisteme mecanice,hidraulice sau electrice.

le obinute prin simulare

5

poate dezvolta operatoruluman. Pentru a obine oamplificare a forei, se


70/76

Frnele hidraulice se bazeazpe principiul lui Pascal i esteformat n principal din pomp conducte cilindrii de frncare acioneaz frna discsau tamburii (fig. 6.2)

70

La frnele pneumatice, prinsarea pe pedal se

modific doar cantitatea deare ajunge

la cilindrii de frn. Aerulsub presiune este asigurat de

compresor antrenat deotorul cu ardere intern

ap

aer sub presiune c

unm

Lppcc

a frna pneumohidraulicistonul de execuieneumatic acioneaz lichidulare la rndul su acioneazilindrii de frnare.


71/76

Exist frne electro-pneumatice (EBS ElectronicBrake System). Prin pedalade frn se genereaz un

semnal electric careacioneaz o supap, care larndul ei dirijeaz debitul deaer comprimat spre cilindriide execuie.Sistemul de frnarepneumatic cuplat cuuspensia pneumatic este

format din:

sursa de aer comprimat - 1;

s

distribuitorul acionat depedal - 2;

supapa de distribuie load

2 refulare spre consumatori3 evacuare aer

prezintfuncia, iar al doilea ordineaprioritii de alimentare

sensing (vezi UI10) - 3;elementul de acionare

pneumatic al frnei - 4;corpurile suspensiei

pneumatice - 4.Principiul de numerotare alporturilor pneumatice1 alimentare de la rezervor

4 semnal de comandpneumatic pentru elementde execuie42 numerotare folosind doidigii. Primul re

Circuitul aerului n sistemul de frnare i suspensie se urmrete n figura6.3 pentru faza de apsare i eliberare a pedalei.


72/76

eliberrii pedalei de frn

ulte circuite pneumatice carestrat n figura 6.4, n

Fig. 6.3 Circuitul aerului n timpul apsrii i

Din considerente de siguran se prevd mai mlucreaz n paralel. Imaginea general este ilu careintervin o serie de elemente suplimentare:


73/76

Fig. 6.4 Schema sistemului pneumatic de frnare

5

Compresorul de aer exemplificat n variantacu doi cilindri este antrenat de motorul cuardere intern.Dimensiunea sa depinde de gabaritulautovehiculului i de prezena suspensieipneumatice.


74/76

Rolul usctorului de aer este uscarea isepararea impuritilor din aerul de lucru.

Usctorul are incorporat un regulator depresiune

6

Supapa cu 4 circuite are rolul distribuieiaerul la diferitele circuite: de frnarepunte fa, de frnare punte spate,circuitul frnei de parcare i circuiteauxiliare.Rolul supapei cu 4 circuite este i de asepara circuitul pe care apare o cdere depresiune necontrolat.

7

Pedala de frn acioneaz dup principiul8

supapei de debit

Supapa load - s

2

ensing are o funcie de

rintr-o conduct de aer decomand. Prin aceasta se obine o cretere

a vitezei de lucru a supapei.

releu, ceea ce nseamn c supapa estealimentat de la sursa de aer comprimat icomandat p


75/76

Circuitul frnei de

parcare.n absena aerului,frnele seblocheaz

Amplasareasistemului combinatde frnare isuspensie peautovehicul

Rezumat i concluziiFrnarea autovehiculelor este un proces fundamental pentru sigurana

autovehiculelor, motiv pentru c este esenial.are sigurana n funcionarePentru eficacitatea sistemelor auxiliare se cupleaz sistemul de frnarepneumatic cu suspensia pneumatic.La sistemele de frnare exist un sistem standardizat de notare al porturilor.


76/76

Test de autoevaluare.........35 min

1.Denumii componentele din figuri semnificaiaporturilor 1,2,3,41,42: 1.____________2.____________3._____

_______

4.____________

1.____________2.____________3.____________

41.____________42.____________

20p

2. Ce uniti de msur se folosesc pentru for _____________3. N___________4. m2/kg________

2p

1. MPa____2. bar___

20 p se coDacreluarea nvAdopta

nsider cunotine acceptabilepunctajul nu este maxim se recomand

rii.i soluii ecologice

n hidraulic detaliile conteaz !

sisteme hidraulice_abaitancei

Documents