HIDROPNEUMATICA AUTOMOBILELOR

Noţiuni introductive

Acţionările hidraulice şi pneumatice (AHP) asigură funcţionarea unui sistem al autovehiculului folosind conversia energiei într-un fluid. AHP se bazează pe principiul lui Pascal. Ideea fundamentală legată de AHP este sintetizată în axioma practică: “energie se transmite eficient prin lichide, mai eficient prin unde propagate in lichide, iar informaţia pe cale electrică”.

UTILIZAREA SISTEMELOR MECATRONICE LA AUTOMOBIL

motor: sistemul de injecţie sistemul de ungere mecanisme de regla a distribuţiei (tacheţi hidraulici, defazoare a

unghiului de deschidere hidraulice, acţionări hidraulice de supape) întinzătoare de lanţ hidraulice acţionare ventilatorambreiaj acţionat hidrauliccutia de viteze mecanism de cuplare acţionarea transmisiilor automate convertizoare hidrodinamice acţionare diferenţial sistemul de frânare, ABS, ASR, recuperare energie de frânare transmisie hidromecanică transmisie hidrostatică integrală

dinamica transversalăsistemul de direcţiedinamică verticalăsuspensia activă reglajul nivelului autovehiculului (ex. autocare, BMW

Z3, Audi A6)sisteme de confort şi siguranţă închidere centralizată, reglaj faruri instalaţia de spălareacţionare plafon la autovehicule decapotabile (ex.

BMW Z3, Mercedes modele cabrio)etanşare (umflare furtun după închiderea trapei de

plafon şi portbagaj la Peugeot 206)sistemul ESP

Caracteristic pentru toate aceste sisteme este faptul că se bazează pe energia transmisă hidraulic cu densitatea mare de putere, la distanţă, în cele mai diverse condiţii (statice/dinamice; simultan/succesive; lente/rapide; diferite puteri), pornind de la o singură sursă energetică eficientă încă de la pornire, şi sunt comandate electronic pentru realizarea funcţiilor. Reglajul electronic permite ca sistemele hidrostatice să fie realizate mai simplu constructiv şi să crească eficienţa energetică, ameliorând unul din dezavantajele majore.

Această tendinţă este demonstrată de considerarea transmisiilor hidrostatice pentru autovehicule convenţionale, după ce şi-au demonstrat aplicabilitatea la autovehicule speciale.

1. Noţiuni introductiveAcţionările hidraulice şi pneumatice (AHP) asigură Acţionările hidraulice şi pneumatice (AHP) asigură funcţionarea unui sistem al autovehiculului folosind funcţionarea unui sistem al autovehiculului folosind conversia energiei într-un fluid. conversia energiei într-un fluid. AvantajeAvantajeTransmisia de puteri şi forţe foarte mariTransmisia de puteri şi forţe foarte mariComandă continuă, lină şi rapidăComandă continuă, lină şi rapidăPosibilitatea reglării turaţieiPosibilitatea reglării turaţieiRapoarte mari de transmisie într-o gamă continuăRapoarte mari de transmisie într-o gamă continuăSchimbarea simplă şi rapidă a sensuluiSchimbarea simplă şi rapidă a sensuluide mişcarede mişcareComandă exactăMişcare uniformăComandă exactăMişcare uniformăTransmisia mişcării fără şocuriTransmisia mişcării fără şocuriSiguranţă în funcţionare inclusiv faţă desuprasarciniSiguranţă în funcţionare inclusiv faţă desuprasarciniTransmisia energiei la distanţăTransmisia energiei la distanţă

Domenii de utilizare a sistemelor hidraulice Pe autovehicule există numeroase sisteme Pe autovehicule există numeroase sisteme

hidrostatice de acţionarehidrostatice de acţionare şi lucru, care utilizând o sursă unitară de energie şi lucru, care utilizând o sursă unitară de energie

hidraulică acţionează diferite sisteme în cele mai hidraulică acţionează diferite sisteme în cele mai diverse condiţii, simultan, succesiv, continuu, diverse condiţii, simultan, succesiv, continuu, dinamic, la turaţii/viteze mari, foarte lent, cu diferite dinamic, la turaţii/viteze mari, foarte lent, cu diferite puteri, etc. .De exemplu:puteri, etc. .De exemplu:

• • cilindrii hidraulici pentru acţionarea braţelor de lucru;cilindrii hidraulici pentru acţionarea braţelor de lucru;• • antrenarea mecanismului de rotaţie al cabinei antrenarea mecanismului de rotaţie al cabinei

excavatoarelor mari;excavatoarelor mari;• • atelaje faţă şi spate la tractoare;atelaje faţă şi spate la tractoare;• • frâne la remorcă;frâne la remorcă;• • sisteme blocare diferenţial;sisteme blocare diferenţial;• • sisteme de ungere pentru transmisii, cutii de viteze;sisteme de ungere pentru transmisii, cutii de viteze;• • acţionare trolii;acţionare trolii;• • acţionare maşini agricole.acţionare maşini agricole.

2. Principiul de funcţionare al sistemelor hidraulice Acţionând cu o forţă asupra pistonului, acesta Acţionând cu o forţă asupra pistonului, acesta

determină o creştere de presiune în lichid care se determină o creştere de presiune în lichid care se propagă în întreaga masă şi acţionează uniform pe propagă în întreaga masă şi acţionează uniform pe toţi pereţii incintei în care se află. La capătul opus al toţi pereţii incintei în care se află. La capătul opus al sistemului se găseşte sarcinasistemului se găseşte sarcina..

Pentru aplicaţiile practice, pistonul acţionat liniar Pentru aplicaţiile practice, pistonul acţionat liniar este înlocuit cu o pompă care livrează continuu este înlocuit cu o pompă care livrează continuu lichid, scopul sistemului hidraulic fiind asigurarea lichid, scopul sistemului hidraulic fiind asigurarea energiei hidraulice pentru deplasarea unei sarcini, energiei hidraulice pentru deplasarea unei sarcini, schimbarea sensului de deplasare şi modificare schimbarea sensului de deplasare şi modificare forţei prin care este acţionată sarcina. forţei prin care este acţionată sarcina.

3. Circuite hidraulice

Pentru descrierea Pentru descrierea modului în care se modului în care se realizează o anumită realizează o anumită funcţie tehnicăfuncţie tehnică se se folosesc circuite folosesc circuite hidraulice care hidraulice care ilustrează modul de ilustrează modul de cuplare al cuplare al elementelor între ele elementelor între ele şi diagrame şi diagrame funcţionale, care funcţionale, care descriu modul în descriu modul în care funcţionează care funcţionează diferitele elemente.diferitele elemente.

4. Elementele componente ale circuitelor hidraulice

Pompe hidrostatice

Motoare hidrostatice

Cilindri hidraulici

5. Aplicaţii pe autovehicule

Suspensie activă pentru autovehicule

6. Componente instalaţiilor de acţionare pneumatică Compresorul Compresorul este sistemul care transformă energia este sistemul care transformă energia

mecanică primită în energie pneumatica, prin mecanică primită în energie pneumatica, prin reducerea volumului specific al aerului, adică prin reducerea volumului specific al aerului, adică prin mărirea presiunii. mărirea presiunii.

Elementul pneumatic de execuţieElementul pneumatic de execuţie sunt cilindrii sau sunt cilindrii sau motoarele pneumaticemotoarele pneumatice

DistribuitoareleDistribuitoarele sunt aparatele pneumatice care sunt aparatele pneumatice care realizează distribuţia aerului comprimat pe anumite realizează distribuţia aerului comprimat pe anumite circuite ale instalaţiei, potrivit unor comenzi primite.circuite ale instalaţiei, potrivit unor comenzi primite.

Supapele Supapele sunt elemente de distribuţie automată.sunt elemente de distribuţie automată. Elementele auxiliareElementele auxiliare filtrele;filtrele;

ungătoarele;ungătoarele; rezervoarele;rezervoarele; amortizoarele fonice.amortizoarele fonice.

Principiul de funcţionare al sistemelor hidraulice

O soluţie speciala este transformatorul hidrostatic a cărui scop este amplificarea presiunii din variaţia diametrelor pistoanelor de lucru. O secţiune printr-un transformator şi modul de integrare într-un circuit hidrostatic este redata in figură.

La pompele cu pistonaşe în linie (axele pistoanelor sunt paralele între ele şi perpendiculare pe axa de rotaţie a arborelui pompei). Imagini aferente acestui tip de pompă sunt redate în figura.