Bremseventiler - hvor skal blenden sidde



Relaterede dokumenter
Stop cylinderen rigtigt i endestillingen Af Peter Windfeld Rasmussen

Plc'en som regulator i hydrauliske servosystemer

EMSD 7 Gr. 15 Aalborg Universitet

Hydrostatiske transmissioner

Grundlæggende. Hydraulik

DISA FLEX 70. Af Peter Windfeld Rasmussen

8 Proportionalventiler

Matematik A. Højere teknisk eksamen

Indhold. Figur 1: Blokdiagram over regulatorprincip

Opgaver til Maple kursus 2012

Flowregulator med integreret reguleringsventil AVQM (PN 16) retur- og fremløbsmontering

APPLICATION SHEET Juli

9525 Statisk ON/OFF Terminal Ventil

Kursus Kverneland Hydraulik vendeventil Antal

C R. Figur 1 Figur 2. er eksempler på kredsløbsfunktioner. Derimod er f.eks. indgangsimpedansen

Trykuafhængig reguleringsventil med integreret flowbegrænser AVQM (PN 16) - retur- og fremløbsmontering

Beregning af angrebspunktet for luftens kræfter for henholdsvis en konisk, parabolsk, elliptisk og tangent ogive spids

Dosering af anæstesistoffer

Konstruktion. Følervæske Glycerin ved skalaværdi -30 til 160ºC. Paraffin ved skalaværdi 140 til 280ºC.

GRUNDFOS DATAHÆFTE PHP. Ekspansionsudstyr med trykudligning

Impuls og kinetisk energi

Matematisk modellering og numeriske metoder

INSTALLATIONSMANUAL TIL GARAGEPORT ÅBNER

Hydrauliske Topstænger

Introduktion til Laplace transformen (Noter skrevet af Nikolaj Hess-Nielsen sidst revideret marts 2013)

Modellering af grundvandsstrømning ved Vestskoven

Funktionalligninger. Anders Schack-Nielsen. 25. februar 2007

Indhold. Figur 1: Blokdiagram over regulatorprincip

Indregulering og kontrol. Frese OPTIMA Compact. Trykuafhængig indregulerings- og motorventil

Gode råd om bremser. Sådan vedligeholder du bremser på påhængsvogne

Athena DIMENSION Varmeanlæg 4

Motor SCM SUNFAB SCM M2 s veldimensionerede,

Temaøvelse i differentialligninger Biokemiske Svingninger

Reaktionskinetik - 1 Baggrund. lineære og ikke-lineære differentialligninger. Køreplan

Strømningsfordeling i mættet zone

UPONOR VVS GULVVARME UPONOR PUSH 23A. Uponor Push 23A

Hvis man ønsker mere udfordring, kan man springe de første 7 opgaver over. Skitser det omdrejningslegeme, der fremkommer, når grafen for f ( x)

Indsvingning af 1. ordens system

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Fredag d. 2. juni 2017 kl

47767 Hydraulik, modulventilstyrede anlæg og vedligehold

Studieretningsopgave

Lenze Global Drive Frekvens konvertere og AC motorer Grundlæggende teori

Proportionale magnetventiler 2-vejs servostyrede Type EV260B

Matematik C. Cirkler. Skrevet af Jacob Larsen 3.år HTX Slagelse Udgivet i samarbejde med Martin Gyde Poulsen 3.år HTX Slagelse.

PPL(A) Luftfartøjskendskab og flyvelære. 32 spørgsmål, 60 minutter. Elevsæt: 6042 Masterset: 7161

Analytisk geometri. Et simpelt eksempel på dette er en ret linje. Som bekendt kan en ret linje skrives på formen

I kurset Samhørende og partielle differentialligninger vil vi i foråret 2006 benytte bogen

Differentialligninger. Ib Michelsen

Måling af turbulent strømning

Note om Laplace-transformationen

Vis, hvilke tal pilen peger på.

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 7. august 2014 kl

Fononiske Båndgab. Køreplan Matematik 1 - FORÅR 2004

Pneumatisk Luftbehandling

BRUGERVEJLEDNING INDHOLDSFORTEGNELSE

Figur 1.1: Blokdiagram over regulatorprincip

El-motorer El-motorer. og gear. Produktoversigt

C Model til konsekvensberegninger

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 9. juni 2011 kl

Fysik 2 - Den Harmoniske Oscillator

Kapitel 2 Tal og variable

Rumfang af væske i beholder

STAD-C. Indreguleringsventiler DN 15-50

Bernoulli s lov. Med eksempler fra Hydrodynamik og aerodynamik. Indhold

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Solift Klovbeskæringsboks

Bestemmelse af hydraulisk ledningsevne

Fononiske Båndgab. Køreplan Matematik 1 - FORÅR 2005

Koncepter til overvindelse af barrierer for køb og installation af VE-anlæg task 2. Skitsering af VE-løsninger og kombinationer

Temperaturstyret vandventil FJVA

Varmeligningen og cosinuspolynomier.

Motor SCM SUNFAB SCM er en serie robuste aksialstempelmotorer, der er specielt velegnede til mobil hydraulik.

Opdrift og modstand på et vingeprofil

Anvendelse Identifikation Montering Indstilling Vedligeholdelse Reservedele... 50

Forbedring af vandkvalitetsforholdene i Tude Å. Prisoverslag for gennemførelse af Handlingsplan.

Danmarks Tekniske Universitet

Hvis man ønsker mere udfordring, kan man springe de første 7 opgaver over. Skitser det omdrejningslegeme, der fremkommer, når grafen for f ( x)

(vist som kærresprøjte) BRUGSANVISNING: PULVEXEL Kærre/trailersprøjter. - 4 T Benzinmotor V El-motor V El-motor

Instruktion for vedligeholdelse og brug af Husvandværk

Trykluftinstallationen

Besvarelse af opgaver - Øvelse 7

Fremtidens bilteknologier

Opgave 5.4 PH-neutralisation

PNEUMATIK. Pneumatik Kompendie for kurset: Betjening af procesanlæg under GMP og ISO regler

Den frie og dæmpede oscillator

i tredje brøkstreg efter lukket tiendedele primtal time

Ventilation. Ventilation kan etableres på to forskellige måder:

Eksaminanderne på hf tilvalg forventes ikke at kunne udnytte grafregnerens muligheder for regression.

UPONOR VVS GULVVARME SYSTEM 17. Håndbog for Uponor Gulvvarmesystem 17

Brugsanvisning. Løftekapacitet: kg Varenr.: Varenr.: 90 xx xxx

DETTE OPGAVESÆT INDEHOLDER 5 OPGAVER MED IALT 11 SPØRGSMÅL. VED BEDØMMELSEN VÆGTES DE ENKELTE

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Skriftlig eksamen BioMatI (MM503)

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 1

GUX. Matematik. A-Niveau. Torsdag den 31. maj Kl Prøveform a GUX181 - MAA

BROEN BALLOREX Dynamic R E ADY STEADY GO! Dynamiske Strengreguleringsventiler

MATEMATIK 3 EN,MP 17. september 2014 Oversigt nr. 1

Opg. 1. Cylinder. Opg. 1 spm. a løses i hånden. Cylinderens radius er 10 cm og keglen er 20 cm høj. Paraboloidens profil kan beskrives med ligningen

Beskrivelse. A World of Transport. Gældende fra Februar Side DK-3

Matlab script - placering af kran

Transkript:

Bremseventiler - hvor skal blenden sidde Af Peter Windfeld Rasmussen Bremseventiler anvendes i hydrauliske systemer -som navnet siger- til at bremse og fastholde byrder. Desuden er det med bremseventilen muligt at dæmpe byrdens accelleration og afbremsning. Artikkelen beskriver hvorledes dette realiseres, og der anvises en beregningsform. Endelig vises metodernes duelighed med et praktisk eksempel. Ventilen Et eksempel på en typisk bremseventil er vist i figur. Ventilen har fri gennemstrømning i den ene retning, og kontrolleret gennemstrømning i den anden. Volumenstrømmen gennem ventilen bestemmes af trykket i C-porten, og pilottrykket i P-porten. Falder trykket i P-porten vil fjederen lukke ventilen mod trykket i C-porten. V P Figur. Almindeligt forekommende bremseventil. C Da der imidlertid er forskel på ventilgliderens sædeareal, og boringens diameter op mod fjederen, vil et tryk i C-porten være tilstrækkeligt til at åbne ventilen, når kraftballancen er tilstede. Ventilen virker således også begrænsende overfor lastgenererede trykspidser. Fjederens forspænding instilles oftest, så trykket i C-porten skal stige 30% over det normalt forekommende arbejdestryk, før kraftballancen indtræder. Herved sikres ventilens statiske tæthed. Pilotstemplet i P-porten kan have forskelligt areal. Oftest taler man om ventilens arealforhold, d.v.s. det forhold der vil herske mellem ventilens indstillingstryk (fjederens forspænding) og det tryk der skal til for at åbne ventilen med et tryk i P-porten.

Typiske arealforhold er :0 eller :3. Har ventilen således et åbningsforhold på :0 og er trykindstillingen 50 bar, så skal der et tryk på 5 bar til at åbne ventilen, når der intet tryk er i C-porten. Er der derimod et tryk på 50 bar i C-porten, vil det nødvendige pilottryk være (50-50)/0=0 bar. Valget af pilotforhold afhænger af den konkrete opgave. Som oftest vælges :0 udfra et ønske om en høj virkningsgrad, men har systemet en lav egenfrekvens (f.eks. en cylinder med lang slaglængde og stor masselast), kan det være nødvendigt at anvende forholdet :3. Systemet I figur er vist et diagram eksempel for et typisk system, og det ses, at der til at styre motoren er anvendt en on-off magnetventil med aktuatorportene åbne til tank i midterstilling. Her måles accellerationstrykket Her måles omdrejningstallet Her måles bremsetrykket M Figur. Hydraulisk motor med tilkoblet inertimasse og bremseventiler. For at holde på motoren under accelleration og afbremsning, er der indskudt to bremseventiler. Endvidere er der i tankledningen placeret en forbelastet contraventil til sikring af et nødvendigt minimaltryk i systemet. Da der anvendes en on-off magnetventil vil trykkene i systemet skifte meget pludseligt, og som følge heraf vil der forekomme trykstød. Det er derfor ønskeligt at ændre bremseventilens åbnings- og lukke-karakteristik. Metoden går ud på at styre den måde pilottrykket i P-porten ændrer sig på. I figur 3 er vist 4 forskellige måder at udforme forbindelsen på.

3 4 3 Her måles pilottrykket Figur 3. Variation af dæmpningsforanstaltninger. Nr. har en direkte forbindelse uden tværsnitsformindskelse. Nr. har en blende placeret tæt på bremseventilen. 3 Nr. 3 har en slange med et volumen på ca 75 cm indkoblet. Nr. 4 er som 3, men med en volumenforøgelse på 350 cm 3 For at forstå relevansen i denne måde at kombinere blender og volumener på, gennemgåes i det følgende kort den tilgrundliggende teori. Et volumen under kompression Systemet i figur 4 er en væskefyldt beholder, forbundet via en blende til et konstanttryksystem. Et sådant system optræder i overcenterventilens pilotledning. p Q ind p V Q ud Figur 4 For at undersøge den tidsafhængige ændring i p ved et spring i p, søges overføringsfunktionen F (s) ' p p ()

4 Idet strømningen i blenden anses for at være laminar, beskrives flowet over blenden som Q ind 'K q (p &p ) () Hvor K q ' Br4 80l m 3 /sec N/m (3) r er blendens radius i meter 0 er oliens kinematiske viskocitet i m /sec l er blendens længde i meter Da blendens åbningsareal er konstant, vil flowet variere som funktion af trykfaldet. Trykopbygningen i systemet bestemmes som 0p ' E V (Q ind &Q ud ) (4) Denne. ordens differentialligning løses ved Laplace transformation, idet begyndelsesbetingelserne sættes lig nul. Det giver p ' E V (Q ind &Q ud ) s (5) Idet Q sættes lig nul, og ligningerne () & (5) kombineres, fås ud p ' EK q V (p &p ) s (6) EK q Koeficienten i (6) erstattes med, hvorefter (6) V J lader sig omskrive til p ' p Js% (7)

5 Hvilket er en. ordens overføringsfunktion, med tidskonstanten J' V EK q (8) Hvor : K er blendens strømningskoeficient i q m 3 /sec N/m V er volumenet under kompression i m 3 E er oliens kompressionsmodul i N/m (typisk værdi,@0 9 N/m ) Sker der således et spring i p på 00 bar, vil p have nået 63 bar (63%) når der er forløbet en tid svarende til tidskonstanten, og 99 bar til en tid svarende til 5 gange tidskonstanten. På basis heraf kan der nu foretages et overslag over den fornødne komponentstørrelse til opnåelse af en ønsket tidskonstant. Det skal dog pointeres, at man ved valg af blender med en diameter på 0,3 mm og mindre kan komme i alvorlige vanskeligheder på grund af hyppige tilsmudsninger. I sådanne tilfælde må man hellere seriekoble to blender eller øge volumenet. Praktiske resultater For at illustrere virkningen af de de foranstaltninger som figur 3 beskriver, er i det følgende vist en række plot som karateriserer virkningen af de forskellige kombinationer af blender og volumener. I alle tilfældene er blendens tværsnit holdt konstant og ens, hvorved det er muligt også at vurdere volumenforandringernes indflydelse. Alle kurverne er markeret med numre svarende til figur 3.

6 400 350 300 50 00 50 3 4 00 50 0-50 0 0.5.5.5 3 Sekunder Figur 5. Variationen i accelleration og afbremsning ved forskellige tidskonstanter i pilotledningen. I figur 5 ses det tydeligt hvordan især den kritiske bremsefase kan kontrolleres så oversving i positioneringen kan forhindres. At ikke kun omdrejningstallet bliver influeret fremgår af figur 6, som viser trykfaldet over motoren. 50 00 50 0-50 4 3-00 -50-00 -50 0 0.5.5.5 3 Sekunder Figur 6. Variation i trykfald over motoren ved forskellige tidskonstanter.

Man bemærker især, at det høje bremsetryk på 50 bar i kurve, bliver reduceret til 00 bar blot ved montering af blenden som kurve viser. Yderligere reduktion er imidlertid også mulig, som det fremgår af kurve 3 & 4. Årsagen til den kontrollerede accelleration og afbremsning fremgår af figur 7. Her ses udviklingen i pilottrykket ved de forskellige kombinationer af blender og voluminer. 7 40 0 00 80 60 40 0 3 4 0-0 0 0.5.5.5 3 Sekunder Figur 7. Variation i pilottrykket ved forskellige tidskonstanter i pilotledningen. Også af denne figur fremgår det, at allerede blenden giver en kraftig ændring af systemets dynamik, men igen ses det at yderligere forbedringer kan opnåes ved en øgning af volumenet. Konklussion Kontrol af accelleration og afbremsning af hydrauliske aktuatorer som er enertibelastede, er vanskelig at gennemføre med almindeligt forekommende on-off ventiler. Derfor anvendes ofte proportionalventiler til at opnå den ønskede effekt. Imidlertid er det i denne artikkel påvist, at man med en kombiation af hydraulisk styrede ventiler kan opnå en tilsvarende effekt. Naturligvis opnår man ikke proportionalventilens egenskaber hvad angår trinløs variabel hastighedsregulering, men i mange sammenhænge er dette kun en sekundær ting i forhold til ønsket om kontrolleret accelleration og afbremsning.