Download pdf - RESEARCHES ON THE DYNAMICS OF THE ......hidraulice volumice spre cele mai variate domenii industriale, autoarea a abordat, cu instrumentele moderne ale teoriei sistemelor, modelarea,

UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN BUCUREŞTI FACULTATEA ENERGETICĂ

CERCETĂRI ASUPRA DINAMICII TRANSMISIILOR HIDRAULICE VOLUMICE

- REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT -

RESEARCHES ON THE DYNAMICS OF THE

HYDROSTATIC TRANSMISSIONS

- EXTENDED ABSTRACT -

Autor: As.ing. Georgiana - Claudia NEGOIŢĂ

Conducător științific: prof.univ.dr.ing. Nicolae VASILIU

București, 2011



- REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT -

RESEARCHES ON THE DYNAMICS OF THE HYDROSTATIC TRANSMISSIONS

- EXTENDED ABSTRACT -

Autor: As.ing. Georgiana - Claudia NEGOIŢĂ

Conducător științific: prof.dr.ing. Nicolae VASILIU

Comisia de analiză și examinare,

conform deciziei SENATULUI U.P.B. nr. 210 din 20.07.2011

Preşedinte Prof.dr.ing. George DARIE U.P. București Conducător ştiinţific Prof.dr.ing. Nicolae VASILIU U.P. București Referent Acad. Florin Gh. FILIP ACADEMIA ROMÂNĂ Referent Prof.dr.ing. Jean-Charles MARE I.N.S.A. Toulouse Referent Prof.dr.ing. Ilarie BORDEAȘU U.P. Timișoara

București, 2011

GEORGIANA-CLAUDIA NEGOIȚĂ TEZĂ DE DOCTORAT


CATEDRA DE HIDRAULICĂ, MAŞINI HIDRAULICE ŞI INGINERIA MEDIULUI LABORATORUL DE ACŢIONĂRI HIDRAULICE ŞI PNEUMATICE

As.ing. Georgiana - Claudia NEGOIȚĂ Conducător ştiinţific: Prof.univ.dr.ing. Nicolae VASILIU


RESEARCHES ON THE DYNAMICS OF THE HYDROSTATIC TRANSMISSIONS Abstract:

În contextul extinderii vertiginoase a transmisiilor hidraulice volumice spre cele mai variate domenii industriale, autoarea a abordat, cu instrumentele moderne ale teoriei sistemelor, modelarea, simularea, identificarea experimentală şi sinteza acestor transmisii. Lucrarea constituie o încercare de cercetare sistemică a fenomenelor tranzitorii din componentele fundamentale ale transmisiilor hidraulice volumice privite ca sisteme automate de reglare a vitezei, în scopul sintezei optime a acestora. Pentru a facilita integrarea acestor transmisii în sisteme automate complexe, modelele matematice studiate au fost transformate în subrutine compatibile cu programul de analiză prin simulare numerică a sistemelor tehnice AMESIM, dezvoltat de compania LMS International, simplificând considerabil sinteza optimă a acestora. În această lucrare, categoria servopompelor și servomotoarelor include mașinile hidraulice volumice cu pistoane, echipate cu dispozitive de reglare, și servomotoarele cu pistoane rotative (reversibile) de capacitate variabilă, incluse în bucle de reglare a vitezei, ca elemente de execuție. Scopul întregii lucrări este elaborarea unor modele matematice încapsulate în subrutine ce pot fi incluse în limbajul AMESIM. Astfel, proiectanţii de sisteme tehnice complexe vor putea optimiza cu eforturi minime din punct de vedere energetic și dinamic schemele hidraulice ale sistemelor care pot beneficia de avantajele acestor transmisii. Modelele matematice elaborate pentru toate componentele transmisiilor volumice sunt asamblate în supercomponenta "transmisie volumică". Beneficiind de flexibilitatea limbajului AMESIM, au fost studiate regimurile tipice ale transmisiilor volumice cu reglaj mixt pentru a elabora o imagine sintetică asupra performanțelor dinamice și energetice ale acestor transmisii. Au fost investigate fenomenele tranzitorii tipice generate atât de comenzi electronice, analogice sau digitale, cât și de perturbații introduse prin profilul transversal al unui traseu tipic pentru un utilaj mobil. Analiza detaliată a evoluției presiunii în racordurile energetice ale transmisiei a permis justificarea valorii relativ mari a presiunii de supraalimentare a servopompei în vederea evitării fenomenului de cavitație. Noile instrumente inginerești au fost validate prin experimente sistematice de laborator. Cuvinte cheie: transmisii hidraulice volumice, modelare, simulare, identificare experimentală, sinteză, modele matematice încapsulate în AMESIM.

The modern technical systems are including a great number of electro hydraulic control systems called by the designers "hydrostatic transmissions". The proper implementation of such a control system in order to achieve high static and dynamic performance, and a good enough power efficiency too, needs the use of all the tools developed by the modern systems theory: modeling, simulation, experimental identification, and practical validation. Each of the above activities means a deep knowledge of all the components from different fields: hydromechanics, power electronics, computers science etc. In order to facilitate the match of all these needs, the author of the thesis turned all the mathematical models of the hydrostatic transmissions components into subroutines of the most efficient and friendly simulation environment for this kind of systems: AMESIM (Advanced Modeling Environment for Simulation). Taking into account the top level achievements in the field of the positive displacement hydraulic machines, axial piston variable displacement pumps and motors were considered as basic components. A lot of operating parameters control systems were studied and turned into mathematical models easy to be described with the basic libraries components available in AMESIM: variable displacement swash plate axial pistons pumps and motors, variable displacement bent axis pumps and motors, pilot operated pressure valves, and different auxiliary hydraulic components. All of them were accepted by LMS INTERNATIONAL Company, the engineering company developing AMESIM software, as supercomponents included in the fluid power library. All the typical transients generated by the set points changes, and by the disturbances generated by the mobile equipment way profile were carefully investigated. A detailed analysis of the pressure evolution in the power hydraulic lines of the transmission showed a strong tendency of the cavitation phenomenon which can be avoided by overcharging the pump suction line by a pressure of 15 bar minimum. The elastic hoses influence on the system dynamics was also investigated. Extensive experiments performed in the fluid power laboratory were found in good agreement with the theoretical results. Keywords: electro hydraulic speed control systems, modeling, simulation, experimental identification, synthesis, embedded subroutines for generating AMESIM supercomponents in fluid power library.

Georgiana-Claudia NEGOIŢĂ Rezumatul Tezei de doctorat CERCETĂRI ASUPRA DINAMICII TRANSMISIILOR HIDRAULICE VOLUMICE

3

PREFAŢA TEZEI

În contextul extinderii vertiginoase a transmisiilor hidraulice volumice spre cele mai variate domenii industriale, autoarea a abordat, cu instrumentele moderne ale teoriei sistemelor, modelarea, simularea, identificarea experimentală şi sinteza acestor transmisii. Prezenta lucrare, elaborată ca teză de doctorat, constituie o încercare de cercetare sistemică a fenomenelor tranzitorii din componentele fundamentale ale transmisiilor hidraulice volumice, în scopul sintezei optime a acestora, privite ca sisteme reglabile de transmitere a mișcării. Pentru a facilita integrarea acestor transmisii în sisteme automate complexe, modelele matematice studiate au fost transformate în subrutine compatibile cu programul de analiză prin simulare numerică a sistemelor tehnice, AMESIM, simplificând considerabil sinteza optimă a acestora. În această lucrare, categoria servopompelor și servomotoarelor include mașinile hidraulice volumice cu pistoane, echipate cu dispozitive de reglare, și servomotoarele cu pistoane rotative (reversibile) de capacitate variabilă, incluse în bucle de reglare a vitezei, ca elemente de execuție. Teza a fost elaborată în cadrul Laboratorului de Acţionări Hidraulice şi Pneumatice al Catedrei de Hidraulică, Maşini Hidraulice şi Ingineria Mediului din Facultatea de Energetică a Universităţii POLITEHNICA din Bucureşti. Laboratorul este recunoscut de Asociaţia de Acreditare din Romania (RENAR) în domeniul certificării calităţii amplificatoarelor electrohidraulice. Baza materială a laboratorului a fost completată de reprezentanţa română a corporaţiei PARKER HANNIFIN în cadrul unei colaborări permanente pe plan ştiinţific şi didactic. Pregătirea dobândită în acest laborator a fost completată în cadrul stagiului efectuat la Departamentul de Inginerie Mecanică al Institutului de Ştiinţe Aplicate din Toulouse. Instrumentul fundamental de calcul numeric utilizat în lucrare a fost pachetul de programe MATLAB, elaborat de compania Math Works din S.U.A., precum şi extensiile sale: SIMULINK, CONTROL TOOLBOX, IDENTIFICATION TOOLBOX etc. De asemenea, autoarea a utilizat programul AMESIM - cel mai eficient instrument actual de concepţie prin modelare şi simulare a sistemelor automate cu fluide, elaborat de Societatea IMAGINE din Franţa şi extins de corporaţia LMS INTERNATIONAL din BELGIA. Identificarea echipamentelor şi sistemelor studiate în lucrare a fost realizată cu interfeţe de achiziţie a datelor experimentale produse de corporaţia NATIONAL INSTRUMENTS din S.U.A., asistate de pachetul de programe LabVIEW produs de aceeaşi firmă. Primul capitol al tezei este consacrat problematicii transmisiilor hidraulice volumice. Pornind de la structura şi aplicaţiile consacrate ale acestora, se analizează structura şi performanţele amplificatoarelor electrohidraulice moderne - componente de interfaţă esenţiale, care asigură conducerea optimală a transmisiilor volumice moderne cu dispozitive electronice analogice, digitale sau hibride. În final se prezintă stadiul actual al cercetărilor în domeniul transmisiilor hidraulice volumice, problemele actuale abordate în lucrare şi metodele de rezolvare utilizate. Capitolul 2 este dedicat evaluării facilităţilor limbajelor de simulare numerică moderne. Sunt analizate atât limbajele de uz general (SIMULINK, ACSLX, MATRIXx etc.) cât şi limbajele care oferă modele consistente pentru componentele sistemelor de acţionare cu fluide: SIMHYDRAULIC, AMESIM şi AUTOMATION STUDIO. Elementele fundamentale de protecţie şi comandă ale transmisiilor volumice – supapele pilotate, sunt studiate din punct de vedere static şi dinamic în capitolul 3. Necesitatea unor performanţe deosebite impune soluţii structurale şi constructive specifice pentru aceste componente. Modelul matematic al supapelor normal-închise pilotate este încapsulat şi introdus ca o supercomponentă în biblioteca hidraulică a limbajului AMESIM. În capitolul 4 se studiază dinamica servopompelor cu pistoane axiale echipate cu regulatoare de presiune. Se prezintă structura, performanțele și domeniile de utilizare ale acestora,


4

modelarea matematică şi simularea numerică a regimurilor tranzitorii tipice, elaborând și supercomponenta corespunzătoare în AMESIM. Dinamica servopompelor electrohidraulice cu disc înclinat pentru circuite deschise este analizată teoretic în capitolul 5. Simulările numerice efectuate cu programul AMESIM au fost confirmate de experimentele efectuate pe un stand specializat, în combinație cu alte două standuri dedicate încercărilor statice și dinamice ale servovalvelor electrohidraulice, distribuitoarelor proporționale și supapelor proporționale. Modelul servopompei electrohidraulice a fost tratat ca o supercomponentă a limbajului AMESIM. Majoritatea transmisiilor volumice care trebuie să realizeze domenii largi de variație a raportului de transmisie sunt formate dintr-o servopompă electrohidraulică cu disc înclinat și unul, două sau patru servomotoare electrohidraulice cu bloc înclinat, a căror reacție internă de poziție este de tip elastic. Dinamica neliniară a acestor mașini reversibile este studiată în capitolul 6, ajungând la o supercomponentă a limbajului AMESIM. Un mare număr de utilaje mobile care utilizează o singură transmisie volumică în sistemul de propulsie sunt conduse prin servomecanisme mecanohidraulice cu intrare mecanică. Acestea sunt studiate din punct de vedere dinamic în capitolul 7. Se tratează detaliat stabilizarea servomecanismului cu un drosel amplasat pe traseul de alimentare și se realizează . Performanţele dinamice determinate prin simulare numerică pentru servopompele electrohidraulice sunt confirmate de cercetările experimentale prezentate detaliat în capitolul 8. Acesta conține structura standurilor utilizate în teză pentru evaluarea performanţelor servopompelor, structura hardware şi software a sistemului de achiziţie a datelor experimentale, programul de experimentare a dispozitivelor de reglare a debitului şi presiunii şi rezultatele încercărilor sistematice. Modelele matematice elaborate pentru componentele transmisiilor volumice sunt asamblate în capitolul 9. Beneficiind de flexibilitatea limbajului AMESIM, au fost studiate regimurile tipice ale transmisiilor volumice cu reglaj mixt pentru a elabora o imagine sintetică asupra performanțelor dinamice și energetice ale acestor transmisii. Au fost investigate fenomenele tranzitorii tipice generate atât de comenzi cât și de perturbații introduse prin profilul transversal al unui traseu tipic pentru un utilaj mobil. Analiza detaliată a evoluției presiunii în racordurile energetice ale transmisiei a permis justificarea valorii relativ mari a presiunii de supraalimentare a servopompei în vederea evitării fenomenului de cavitație. Astfel a fost generată supercomonenta TRANSMISIE VOLUMICĂ în AMESIM. Lucrarea se încheie cu sinteza contribuţiilor originale ale autoarei în domeniul abordat. Scopul întregii lucrări este elaborarea unor modele matematice încapsulate în subrutine ce pot fi incluse de SOCIETATEA LMS IMAGINE în viitoarea versiune a limbajului AMESIM (R11). Astfel proiectanţii de sisteme tehnice complexe vor putea simplifica considerabil sinteza schemelor hidraulice ale echipamentelor care pot beneficia de avantajele acestor transmisii.

***

Autoarea tezei mulţumeşte în mod deosebit conducătorului ştiinţific, domnul prof.dr.ing. Nicolae VASILIU pentru suportul ştiinţific, tehnic şi moral acordat pe întreaga perioadă de pregătire şi de elaborare a tezei. Autoarea mulţumește şi pe această cale profesorilor şi colegilor care au contribuit - direct sau indirect - la elaborarea acestei lucrări interdisciplinare. Dintre aceştia se detaşează următorii specialişti:

-prof.dr.ing. Daniela VASILIU, şeful Laboratorului de Informatica Mediului al Catedrei de Hidraulică şi Maşini Hidraulice din U.P.B.;

-cercetător științific principal gr.III, dr.ing. Dragoș ION GUȚĂ; -conf.dr.ing.mat. Constantin CĂLINOIU, şeful Laboratorului de Acţionări hidraulice

şi Pneumatice al Catedrei de Hidraulică şi Maşini Hidraulice din U.P.B.;


5

-dr.ing. Jan LEURIDAN, directorul executiv al firmei LMS INTERNATIONAL şi drd.ing. Petru Cristinel IRIMIA, directorul sucursalei române a acestei firme;

-ing. Mircea DANCIU, directorul reprezentanţei concernului PARKER HANNIFIN în România;

-ing. Leopold LUPUŞANSCHI, directorului firmei CEROB şi al Centrului de Dezvoltare Tehnologică PARKER din Romania;

-dr.ing. Vlad ZILERIU, reprezentantul concernului NATIONAL INSTRUMENTS în România;

-prof.dr.ing. Jean-Charles MARE, şeful Laboratorului de Sisteme Automate Hidraulice şi Pneumatice al Institutului Naţional de Ştiinţe Aplicate din Toulouse; - acad. Florin Gh. FILIP, președintele Secției de Știinţa şi Tehnologia Informaţiei a Academiei Române;

-prof.dr.ing. Eugen Constantin ISBĂŞOIU, şeful Catedrei de Hidraulică, Maşini Hidraulice și Ingineria Mediului din U.P.B.; -prof.dr.ing. Ilarie BORDEAȘU, de la Catedra de Maşini Hidraulice, Universitatea Politehnica Timişoara;

-as.drd.ing. Bogdan MIHALESCU; -drd.ing. Alexandru GANZIUC; -drd.ing. Szilard FEHER; -tehnician principal Valentin PETICA.

Nu în ultimul rând, autoarea mulţumeşte părinţilor, pentru înţelegerea şi susţinerea permanentă. Autoarea îşi exprimă speranţa că eforturile sale vor fi utile specialiştilor implicaţi în concepţia, execuţia, implementarea şi exploatarea transmisiilor volumice, precum şi studenţilor și doctoranzilor. Orice apreciere constructivă, transmisă prin poşta electronică la adresa [email protected] este binevenită pentru înțelegerea și depăşirea propriilor limite. București, 2011 Georgiana - Claudia Negoiță

Georgiana-Claudia NEGOIŢĂ Teză de doctorat CERCETĂRI ASUPRA DINAMICII TRANSMISIILOR HIDRAULICE VOLUMICE

6

CUPRINSUL TEZEI

1. Problematica transmisiilor hidraulice volumice 1 1.1. Structura şi aplicaţiile transmisiilor hidraulice volumice 1 1.1.1. Definirea transmisiilor hidraulice volumice 1 1.1.2. Rolul sistemelor de comandă electrohidraulice în transmisiile mecanice

automate 4

1.1.3. Analiza performanțelor transmisiilor hidraulice volumice 9 1.2. Structura şi performanţele amplificatoarelor electrohidraulice moderne 12 1.2.1. Amplificatoare electrohidraulice cu bobină mobilă 12 1.2.2. Amplificatoare electrohidraulice cu motoare de cuplu 15 1.2.3. Amplificatoare electrohidraulice cu electromagneţi proporţionali 20 1.2.4. Amplificatoare electrohidraulice cu actuatoare piezoceramice 28 1.3. Stadiul actual al cercetărilor în domeniul transmisiilor hidraulice volumice 30 1.3.1. Orientarea cercetărilor moderne în domeniul transmisiilor hidraulice

volumice 30

1.3.2. Probleme actuale abordate în lucrare şi metode de rezolvare 32 2. Evaluarea limbajelor de simulare numerică 33 2.1. Limbaje de simulare numerică de uz general 33 2.2. Elemente definitorii ale limbajului AUTOMATION STUDIO și aplicaţii ale

acestuia în domeniul sistemelor de acţionare cu fluide 35

2.3. Elemente definitorii ale limbajului AMESIM și aplicaţii ale acestuia în domeniul sistemelor de acţionare cu fluide

39

2.3.1. Destinația și structura programului 39 2.3.2. Metodologia de modelare și simulare 45 2.3.3. Încapsularea modelelor de simulare în biblioteci specifice limbajului de

simulare AMESIM 49

3. Modelarea matematică şi simularea numerică a supapelor pilotate 54 3.1. Modelarea matematică a supapelor pilotate 54 3.1.1. Structura supapelor pilotate 54 3.1.2. Modelarea matematică a pilotului 55 3.1.3. Modelarea matematică a supapei principale 60 3.2. Simularea numerică a dinamicii supapelor normal-închise pilotate cu limbajul

AMESIM 63

3.3. Introducerea modelului supapelor pilotate în biblioteca AMESIM 69 4. Dinamica servopompelor echipate cu regulatoare de presiune 71 4.1. Structura servopompelor cu disc înclinat echipate cu regulatoare de presiune 71 4.1.1. Structura și performanțele servopompelor cu disc înclinat 71 4.1.2. Structura regulatoarelor de presiune ale pompelor cu disc înclinat 74 4.1.3. Simularea numerica a servopompelor cu disc înclinat echipate cu regulator

de presiune 76

4.2. Modelarea matematică și simularea numerică a comportării dinamice a regulatoarelor de presiune cu acțiune indirectă

84

4.2.1. Modelarea matematică a comportării dinamice a unei servopompe realizate cu regulator de presiune

84

4.2.2. Simularea numerică a comportării dinamice a unei servopompe realizate cu regulator de presiune cu acțiune indirectă

87

5. Dinamica servopompelor electrohidraulice 93 5.1. Dinamica servopompelor electrohidraulice pentru circuit deschis 93 5.1.1. Structura servopompelor electrohidraulice pentru circuit deschis 93

Georgiana-Claudia NEGOIŢĂ Teză de doctorat CERCETĂRI ASUPRA DINAMICII TRANSMISIILOR HIDRAULICE VOLUMICE

7

5.1.2. Simularea numerică a dinamicii servopompelor pentru circuit deschis 97 5.2. Dinamica servopompelor pentru circuit închis 101 5.2.1. Structura servopompelor pentru circuit închis 101 5.2.2. Modelarea matematică și simularea numerică a servopompelor pentru circuit

închis 103

6. Dinamica servomotoarelor electrohidraulice cu pistoane axiale 111 6.1. Structura, performanţele și dispozitivele de reglare ale servomotoarelor cu pistoane

axiale 111

6.1.1. Analiza performanțelor motoarelor cu pistoane axiale 111 6.1.2. Servomotoare cu pistoane axiale și disc înclinat 111 6.1.3. Motoare hidraulice cu bloc înclinat 112 6.2. Modelarea matematică și simularea numerică a dinamicii servomotoarelor

electrohidraulice cu reacție de forţă 116

6.2.1. Modelarea matematică 116 6.2.2. Simularea numerică cu SIMULINK 121 6.2.3. Simularea numerică cu AMESIM 123 7. Dinamica servopompelor mecanohidraulice cu disc înclinat cu reacţie mecanică rigidă 127 7.1. Structura servopompelor mecanohidraulice 127 7.2. Modelarea matematică și simularea numerică a servomecanismului cu AMESIM 129 7.2.1. Modelarea cinematicii servomecanismului 129 7.2.2. Modelarea dinamicii servomecanismului 130 7.3. Modelarea dinamicii servopompei 133 8. Cercetari experimentale asupra servopompelor electrohidraulice cu disc înclinat 136 8.1. Cadrul general al desfăşurării cercetărilor experimentale 136 8.1.1. Structura standurilor de încercare statică şi dinamică a amplificatoarelor

electrohidraulice 136

8.1.2. Structura servopompei încercate 142 8.1.3. Structura sistemului de achiziţie a datelor experimentale 144 8.2. Rezultatele cercetărilor experimentale 146 8.2.1. Rezultatele încercării compensatorului de presiune electrohidraulic 146 8.2.2. Rezultatele încercării modulului electrohidraulic de reglare a debitului 147 8.2.3. Rezultatele încercării modulului electrohidraulic de reglare a debitului cu

distribuitor proporțional DFPlus 153

9. Dinamica transmisiilor electrohidraulice volumice cu reglaj mixt 154 9.1. Concepţia sistematică a unei transmisii volumice 154 9.1.1. Informații necesare pentru stabilirea schemei hidraulice 154 9.1.2. Obiective caracteristice concepției unei transmisii volumice 155 9.1.3. Stabilirea schemei hidraulice a unei transmisii volumice 155 9.2. Optimizarea parametrilor transmisiei volumice prin simulare numerică cu

AMESIM 157

10. Sinteza contribuţiilor originale ale tezei 171 Bibliografie 173 Lista lucrărilor și a contractelor de cercetare 184 Curriculum Vitae 188

Georgiana-Claudia NEGOIŢĂ Rezumatul Tezei de Doctorat CERCETĂRI ASUPRA DINAMICII TRANSMISIILOR HIDRAULICE VOLUMICE

8

1. PROBLEMATICA TRANSMISIILOR HIDRAULICE MODERNE 1.1. Structura, performanțele şi aplicaţiile transmisiilor hidraulice volumice Primul capitol al tezei are ca obiect definirea structurii și performanțelor transmisiilor hidraulice volumice, enunțarea problemelor de studiu abordate în lucrare și alegerea metodelor de rezolvare. După definirea transmisiilor hidraulice volumice, se studiază rolul sistemelor de comandă electrohidraulice în transmisiile mecanice automate și se analizează performanțele transmisiilor hidraulice volumice (fig.1.1) în contextul utilajelor mobile de uz general.

Fig. 1.1. Schema de principiu a unei transmisii hidraulice volumice (EATON). Sistemele de comandă electrohidraulice sunt larg răspândite în domeniul sistemelor de propulsie ale autovehiculelor moderne. În afara transmisiei principale, acestea asigură injecția de combustibil, sistemele de frânare antiderapante, sistemele de direcție, suspensiile adaptive hidropneumatice etc. O imagine sintetică asupra impactului sistemelor de comandă electrohidraulice asupra transmisiilor automate secvențiale ale autovehiculelor rezultă din figura 1.12. [Rinderknecht, 2005]. Atât comanda ambreiajului cât și schimbarea vitezelor se realizează cu servomecanisme electrohidraulice de translație sau rotație, alimentate la presiune constantă.

Fig. 1.12. Schema sistemului automat electrohidraulic al transmisiei

SMG Drivelogic pentru automobilele BMW din Seria 3


9

Transmisiile hidraulice volumice au câteva caracteristici specifice, care le diferenţiază de alte tipuri de transmisii, explicând atât larga lor răspândire cât şi restricţiile de utilizare. Pentru a oferi o imagine sugestivă asupra sistemelor studiate în teză, în figura 1.13 se prezintă vederea de ansamblu a unei transmisii consacrate în practica industrială (EATON).

Fig. 1.13. Transmisie hidrostatică de uz general

1.2. Structura şi performanţele amplificatoarelor electrohidraulice moderne Transmisiile hidraulice moderne sunt conduse cu dispozitive electronice analogice, digitale sau hibride, prin intermediul amplificatoarelor electrohidraulice. Pentru a fundamenta științific soluțiile de principiu adoptate, în lucrare se studiază structura și performanțele principalelor tipuri de echipamente de interfață realizate pe baza convertoarelor electromecanice cu bobină mobilă, motor de cuplu, electromagneţi proporţionali și actuatoare piezoceramice. Cel mai modern amplificator electrohidraulic cu bobină mobilă utilizează un magnet din lantanide. Sensibilitatea în presiune obținută este similară servovalvelor (KPx ~ 0,5Ps / 0,01xmax). Caracteristica statică standard este liniară în jurul nulului datorită acoperirii nule și reacției de poziție prin traductorul magnetostrictiv, dar poate fi adaptată cerințelor de stabilitate și precizie ale diferitelor aplicații. Din punct de vedere dinamic, convertorul cu bobină mobilă poate fi caracterizat printr-o funcţie de transfer de ordinul I, cu o constantă de timp de ordinul milisecundelor. Convertorul cu bobină mobilă este utilizat în structura amplificatoarelor electrohidraulice monoetajate sau bietajate, precum şi pentru comanda preamplificatoarelor cu jet mobil ale servopompelor cu pistoane axiale cu disc înclinat (de ex. DENISON GOLD CUP). Amplificatoarele electrohidraulice cu motoare de cuplu sunt rapide, dar în regim staţionar au un histerezis inevitabil. Din punct de vedere dinamic, motoarele de cuplu se comportă ca elemente de întârziere de ordinul II, cu un factor de amortizare foarte mic (tipic - 0,05) şi cu o frecvenţă de rezonanţă ridicată (tipic-1000 Hz).

Motorul de cuplu poate fi utilizat pentru comanda directă a sertarelor distribuitoarelor de reglare mici, dar cea mai importantă aplicaţie a sa este comanda preamplificatorului cu ajutaje şi paletă. Proporţionalitatea dintre curentul de comandă şi deplasarea sertarului poate fi asigurată prin trei procedee: prin centrarea sertarului cu resoarte amplasate în camerele de comandă; printr-o reacţie de forţă realizată între sertar şi pârghia (paleta) motorului de cuplu; printr-o reacţie electrică de poziţie realizată cu un traductor inductiv al cărui miez este solidar cu sertarul; prin reacţie de poziţie directă. Soluția cea mai performantă este cea hibridă, care atinge o frecvență de 250 Hz pentru un semnal sinusoidal de 40% din cel nominal. Performanţele dinamice ale amplificatoarelor electrohidraulice cu motor de cuplu sunt foarte bune, dar cerinţele de filtrare sunt neadecvate pentru scopuri industriale. Toate aplicațiile


10

importante (aeronautice, nucleare, militare etc.) utilizează practic exclusiv servovalve cu jet mobil şi reacţie hibridă. Aplicaţiile industriale ale sistemelor de acţionare hidraulică nu permit filtrarea fină a lichidelor funcţionale cu eforturi rezonabile, dar nici nu necesită performanţe dinamice deosebite. Ca urmare amplificatoarele electrohidraulice industriale utilizează electromagneţi proporţionali de forţă sau de cursă pentru comanda directă a sertarelor şi ventilelor elementelor de reglare hidraulice. Electromagneţii proporţionali de forţă pot fi utilizaţi pentru comanda supapelor normal-închise, a supapelor normal-deschise şi pentru comanda distribuitoarelor electrohidraulice monoetajate sau bietajate. Electromagnetul proporţional de cursă este format dintr-un electromagnet proporţional de forţă, un traductor de poziţie inductiv şi un servocontroler. Reacţia de poziţie permite reglarea cursei plunjerului cu o precizie suficient de mare pentru sistemele automate industriale, histerezisul caracteristicii statice fiind de ordinul a 0,1%. Dacă dinamica procesului reglat este rapidă se utilizează sertare cu acoperire critică, comandate de un electromagnet proporţional de forţă a cărui principală sarcină este un resort elicoidal. Distribuitoarele proporţionale rapide de ultimă generație înglobează interfaţa şi electronica compatibilă cu echipamentele de comandă numerică (automate programabile sau calculatoare industriale). Un exemplu tipic în acest sens îl reprezintă distribuitorul proporţional rapid (MOOG) cu interfață CANopen și Fieldbus. Amplificatoarele electrohidraulice cu actuatoare piezoceramice au permis creșterea continuă a performanțele dinamice ale amplificatoarelor electrohidraulice, în condițiile creșterii presiunii nominale. Acestea pot funcționa la frecvențe de ordinul a 50 kHz, dar forțele și deplasările furnizate sunt relativ mici. 1.3. Stadiul actual al cercetărilor în domeniul transmisiilor hidraulice volumice În ultimul deceniu stimularea inovării tehnice a generat noi soluții și în domeniul transmisiilor hidraulice volumice. Cea mai spectaculoasă invenție este reunirea unui motor liniar cu aprindere prin compresie și injecție piezoceramică de motorină cu o pompă volumică liniară (fig.1.52) într-un ansamblu numit „propulsorul CHIRON” [Fluid Power Journal, 2004] instalat experimental pe un motostivuitor. Flexibilitatea motorului termic este asigurată de gradul de compresie variabil, reglat printr-un set de distribuitoare proporționale de mare viteză și de posibilitatea reglării în timp real a duratei și numărului de injecții de combustibil pe ciclu printr-un injector piezoceramic. Propulsorul include două acumulatoare care permit alimentarea și drenarea la presiune practic constantă a tuturor motoarelor hidraulice ale utilajului prin distribuitoare hidraulice proporționale. Calitățile energetice ale propulsorului sunt însoțite și de calitățile dinamice remarcabile ale motoarelor hidraulice cu cilindri flotanți, denumite „FLOATING CUP MOTORS”. Astfel, precizia de poziționare a utilajului mobil crește considerabil, iar zgomotul propriu scade semnificativ.

Fig.1.52. Propulsorul CHIRON


11

Din punct de vedere științific, cea mai actuală problemă abordată de numeroși cercetători în domeniul transmisiilor hidraulice volumice este implementarea optimă a acestora în sisteme automate complexe, utilizând modelarea matematică, simularea numerică, cosimularea și simularea în timp real. Aceasta presupune investigarea comportării tuturor componentelor sistemului de propulsie prin simulare numerică, cosimulare sau simulare în timp real. În această lucrare se studiază sistematic prin modelare matematică și simulare numerică performanțele statice și dinamice ale transmisiilor volumice rotative specifice utilajelor mobile civile și militare, autobuzelor urbane, roboților industriali, laminoarelor, aeronavelor, navelor, submarinelor, grupurilor electrogene izolate etc. Scopul final al studiului este elaborarea unor modele matematice încapsulate în subrutine incluse în limbajul AMESIM, produs de firma LMS INTERNATIONAL. Astfel se va putea simplifica considerabil sinteza schemelor hidraulice ale echipamentelor care pot beneficia de avantajele acestor transmisii. 2. EVALUAREA LIMBAJELOR DE SIMULARE NUMERICĂ 2.1. Limbaje de simulare numerică de uz general Caracterul neliniar al ecuaţiilor diferenţiale care constituie modelele matematice uzuale impune utilizarea calculatoarelor numerice pentru sinteza sistemelor automate uzuale. Parametrii constructivi sunt ajustaţi iterativ până când performanţele calculate (rezerva de stabilitate, viteza de răspuns, precizia etc.) sunt satisfăcătoare. În tehnica modernă sunt utilizate numeroase simulatoare numerice, elaborate de colective interdisciplinare de ingineri şi matematicieni: ACSLX, FORSIM, NI MATRIXx, VISSIM, Easy 5, XMath, SIMULINK, AMESIM, AUTOMATION STUDIO etc. În ordinea apariţiei, ACSLX (www.acslX.com) este cel mai vechi simulator digital, fiind promovat de compania AEgis Technologies Group, Inc. din Alabama. Denumit inițial ACSL (Advanced Continuous Simulation Language), acest simulator scris în FORTRAN a fost utilizat cu succes în cadrul programelor APOLO şi CONCORDE. Un alt simulator larg răspândit este VisSim, dezvoltat de compania Visual Solutions Inc. din S.U.A. Fondată în 1989, compania dezvoltă modele încapsulate pentru simularea în timp real în domenii precum conducerea proceselor industriale şi aerospaţiale, centralelor nucleare, hidroelectrice şi eoliene, optimizarea sistemelor de încălzire şi ventilaţie, sisteme biomedicale etc. Corporaţia National Instruments din S.U.A. promovează din 1989 mediul de dezvoltare integrat MATRIXx ([email protected]). Cel mai important avantaj al limbajului este transferarea modelului de conducere pe o platformă de timp real (de ex. PXI) în vederea verificării performanţelor şi a încercării cu hardware-in-the-loop prin limbajul LabVIEW Real-Time (Vasiliu şi Ion Guţă, 2008). Datorită conexiunii directe cu instrumentele de analiză şi sinteză ale sistemelor automate, cel mai utilizat simulator este SIMULINK, elaborat ca extensie a programului MATLAB. Practic, datorită posibilității de racordare cu modulele MATLAB dedicate analizei și sintezei sistemelor automate, precum și a capabilității de export în controlerele de timp real (de ex. - dSPACE), acest simulator de factură analitică este utilizat în toate mediile științifice și tehnice. 2.2. Elemente definitorii ale limbajului AUTOMATION STUDIO și aplicaţii ale acestuia în domeniul sistemelor de acţionare cu fluide Programul AUTOMATION STUDIO (denumit prescurtat AS) a fost conceput de compania Famic Technologies din Canada (www.famictech.com) începând din anul 1986 pentru concepția, simularea şi elaborarea documentaţiei de execuție a sistemelor automate electrohidraulice și electropneumatice conduse cu automate programabile, precum și a echipamentelor electrice aferente acestora. AS oferă o gamă largă de instrumente intuitive pentru proiectarea sistemelor, simularea funcționării acestora și animaţia componentelor. 2.3. Elemente definitorii ale programului AMESIM și aplicaţii ale acestuia în domeniul sistemelor de acţionare cu fluide În ultimii zece ani s-a răspândit în mediul industrial şi academic un nou limbaj de modelare şi simulare numerică numit AMESIM, elaborat de un grup de profesori universitari specializaţi în sinteza sistemelor automate hidropneumatice. Acest limbaj permite asamblarea modelelor matematice ale proceselor studiate din modele ale componentelor tehnice stocate în biblioteci


12

scrise în limbajul C. Astfel, principalul instrument de lucru devine mouse-ul, iar inginerul se poate concentra asupra fenomenului studiat. Acest paragraf este consacrat analizei particularităţilor şi performanţelor programului AMESIM (Advanced Modeling and Simulation Software), lansat de Societatea IMAGINE din Franţa, preluat de Societatea LMS INTERNATIONAL din Belgia şi utilizat pe scară largă de producătorii reputaţi de echipamente şi sisteme automate hidropneumatice. AMESIM este un mediu de programare destinat modelării şi simulării sistemelor tehnice. Din punctul de vedere al utilizatorilor, limbajul constituie o interfaţă grafică sugestivă ce afişează evoluţia întregului sistem în cursul procesului de simulare. Deviza creatorilor acestui instrument ingineresc evoluat (Lebrun și Richards, 1994) este “To create Good Models without Writing a Single Line of Code” (“A genera modele matematice corecte fără a scrie instrucţiuni”). Simbolurile utilizate de AMESIM pentru a reprezenta componente elementare sau complexe sunt bazate pe simboluri standardizate utilizate în inginerie, precum simbolurile ISO ale componentelor hidropneumatice sau diagramele bloc ale sistemelor automate; în cazul în care nu există simboluri standard pentru componentele modelate, limbajul utilizează pictograme uşor de recunoscut de către ingineri. În AMESIM schemele sistemelor tehnice se construiesc introducând simboluri sau pictograme preluate din biblioteci în suprafaţa activă a ecranului. Principalul instrument de comunicare cu limbajul este mouse-ul, utilizarea claviaturii fiind menţinută la cel mai redus nivel posibil. Limbajele clasice de simulare nu sunt capabile să comunice cu alte limbaje inginereşti. AMESIM include o interfaţă completă pentru Matlab, sporind esenţial capacitatea de analiză a limbajului. Ca orice limbaj de modelare şi simulare, AMESIM acceptă sisteme de ecuaţii ce definesc comportarea dinamică a sistemelor inginereşti implementate sub formă de coduri numerice denumite „modele ale sistemului”. Un model este construit din ecuaţii şi din descrierile numerice ale tuturor componentelor sistemului. Acestea sunt considerate submodele şi sunt definite în număr mare în cadrul bibliotecilor limbajului. Modelarea şi simularea transmisiilor volumice cu programul AMESIM relevă fenomene tranzitorii de mare complexitate, validate prin cercetări experimentale de mare amploare. Simularea numerică a sistemelor formate din componente de uz general este mult mai simplă cu AMESIM, permiţând optimizarea rapidă a parametrilor constructivi şi funcţionali necesari în practică. Datorită multiplelor posibilităţi oferite de limbaj pentru elaborarea submodelelor cu ajutorul bibliotecilor interdisciplinare, AMESIM a fost adoptat ca instrument fundamental de concepţie de către producătorii reputaţi de sisteme automate cu fluide. Interfaţarea cu mediul de programare MATLAB a lărgit esenţial posibilităţile de analiză şi de sinteză robustă ale programului prezentat. Pe măsură ce complexitatea rețelelor de simulare realizate în AMESIM crește, procesul de parametrizare a rețelei devine dificil. Crearea supercomponentelor se poate realiza și direct din programul AMESIM. Pentru crearea componentelor încapsulate în biblioteci specifice, utilizatorii pot folosi programele AmeCustom si AmeSet. AmeCustom permite încărcarea obiectelor de tip „submodel” sau „supercomponentă” în vederea: selecției parametrilor vizibili atașati componentei; redefinirii și setării parametrilor interni ai modelului; definirii relațiilor de modificare a parametrilor dependenți de anumite mărimi. Programul AmeSet permite controlul cel mai avansat asupra componentelor din biblioteca programului. Crearea submodelelor se poate face într-o anumită măsură cu ajutorul interfeței grafice a programului, sau lucrând direct în codul sursă atașat submodelelor. Dezvoltarea submodelelor necesită respectarea unei structuri impuse pentru codul limbajului de programare, utilizat la crearea acestora. AmeSet pune la dispoziția utilizatorilor o structură tip, compatibilă cu codul intern al programului. Pentru dezvoltarea submodelelor pe baza modelului tip din AmeSet se pot utiliza limbajele de programare C și Fortran 77. În continuare este prezentat codul generic pentru limbajul C:


13

* Submodel UNNAMED_1 skeleton created by AME Submodel editing utility Mon Aug 1 10:40:23 2010 */ #include <math.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "ameutils.h" /* ******************************************************************************* TITLE : ------------------------------------------------------------------------------ DESCRIPTION : ------------------------------------------------------------------------------ USAGE : ------------------------------------------------------------------------------ PARAMETER SETTINGS : ------------------------------------------------------------------------------ REVISIONS : ******************************************************************************* */ /* >>>>>>>>>>>>Insert Private Code Here. */ /* <<<<<<<<<<<<End of Private Code. */ void unnamed_2in_(int *n) { int loop, error; /* >>>>>>>>>>>>Extra Initialization Function Declarations Here. */ /* <<<<<<<<<<<<End of Extra Initialization declarations. */ loop = 0; error = 0; /* >>>>>>>>>>>>Initialization Function Check Statements. */ /* <<<<<<<<<<<<End of Initialization Check Statements. */ if(error == 1) { amefprintf(stderr, "\nWarning in UNNAMED_2 instance %d.\n", *n); } else if(error == 2) { amefprintf(stderr, "\nFatal error in UNNAMED_2 instance %d.\n", *n); amefprintf(stderr, "Terminating the program.\n"); AmeExit(1); } /* >>>>>>>>>>>>Initialization Function Executable Statements. */ /* <<<<<<<<<<<<End of Initialization Executable Statements. */ } /* There are 0 ports. */ /* There are 0 internal variables. */ void unnamed_2_(int *n) { int loop; /* >>>>>>>>>>>>Extra Calculation Function Declarations Here. */ /* <<<<<<<<<<<<End of Extra Calculation declarations. */ loop = 0; /* >>>>>>>>>>>>Calculation Function Executable Statements. */ /* <<<<<<<<<<<<End of Calculation Executable Statements. */ }

Crearea și parametrizarea componentelor cu ajutorul fișierelor schelet C sau Fortran 77 necesită înțelegerea în detaliu a modului de operare a limbajului de simulare AMESIM. În figurile 2.22, 2.23 de mai jos sunt indicate componentele dezvoltate în cadrul bibliotecii “UPB - CCEPM”.


14

Fig. 2.22. Biblioteca UPB-CCEPM pentru AMESIM

a) b)

c) d)

e) f) Fig. 2.23. Componente ale bibliotecii UPB – CCEPM pentru AMESIM


15

3. MODELAREA MATEMATICĂ ŞI SIMULAREA NUMERICĂ A SUPAPELOR PILOTATE 3.1. Modelarea matematică a supapelor pilotate Transmisiile volumice utilizează supape bietajate (pilotate) formate dintr-o supapă de mici dimensiuni, numită pilot, al cărui debit comandă deschiderea unei supape mult mai mari, numită principală prin căderea de presiune pe un drosel (fig.3.1). Uzual, masa ventilului pilotului este de ordinul a 8 g, iar resortul său este foarte rigid: Rp ≈ 100.000 N/m. Masa ventilului etajului de putere este mult mai mare (ms ≈ 50 g) dar resortul său este mult mai elastic (Rs ≈ 10.000 N/m). Pulsaţia naturală a pilotului este astfel mai mare decât cea a pompei şi motorului protejate de supapă, evitând fenomenul de rezonanţă. Domeniul de funcţionare al pilotului este relativ restrâns, impunând acestuia condiţii de etanşeitate deosebite.

A

8 7 6

5

4

32

XYB

1

Fig. 3.1. Schema de principiu a unei supape pilotate normal-închise (BOSCH)

Unul din criteriile de evaluare a calităţii transmisiilor volumice este puterea specifică, exprimată în kW/kg. Ca urmare, toate transmisiile mobile includ componente compacte, amplasate în blocuri hidraulice dense, ataşate în mod raţional pompei şi motorului. Astfel, soluţiile constructive ale diferitelor componente sunt specifice, minimizând numărul, lungimea, masa şi volumul conductelor şi ameliorând dinamica subsistemelor. Supapele pilotate devin cartuşe bietajate cu ventil conic sau sferic (fig.3.3), amplasate uzual în capacul racordurilor energetice ale motorului hidraulic.

Fig. 3.3. Supapă pilotată normal-închisă de tip „cartuș” (BOSCH)

Acest capitol are ca obiective elaborarea modelului matematic general al supapelor pilotate, determinarea funcţiilor de transfer, stabilirea valorilor orientative ale diametrelor droselelor de comandă şi amortizare, generarea reţelelor de simulare numerică ale supapelor cu limbajul AMESIM şi încapsularea modelului într-o supercomponentă disponibilă în biblioteca limbajului. O supapă pilot tipică, comandată direct, limitează superior presiunea de refulare a pompei deoarece evacuează debitul excedentar la rezervor prin fanta inelară dintre obturator (ventilul conic sau sferic) şi corp. Deplasarea axială a ventilului în sensul măririi fantei este


16

determinată de rezultanta forţelor de presiune pe suprafaţa de comandă care comprimă suplimentar resortul. Amortizarea oscilaţiilor ventilului este asigurată de un drosel amplasat în serie cu pilotul, simplificând esenţial soluţia constructivă faţă de amortizorul de tip piston specifică supapelor monoetajate compensate (Vasiliu D., 1997). Regimul staționar al unei astfel de supape este descris de relaţia

, (3.1)

în care dp este diametrul scaunului; cdp – coeficientul de debit; β – semiunghiul conului ventilului; ρ – densitatea uleiului; pcp – presiunea în amonte de ventil; Acp – aria scaunului ventilului; pcpo – presiunea de începere a deschiderii pilotului; Rp – rigiditatea statică a resortului pilotului; Khsp – constanta forţei hidrodinamice a pilotului. Din studiul micilor oscilații ale parametrilor funcționali, se poate determina funcţia de transfer a pilotului în raport cu forţa elastică de referinţă, ∆

∆∙ (3.7)

din care se pot calcula pulsaţia naturală şi factorul de amortizare :

(3.8)

(3.9)

Funcţiile de transfer ale pilotului sunt de ordinul 3:

∆

∆ (3.20)

∆

∆ (3.21)

În mod similar se poate determina funcţia de transfer a supapei principale, ∆

∆∙ (3.27)

din care se pot calcula pulsaţia naturală şi factorul de amortizare ale acesteia:

(3.28)

(3.29)

Funcțiile de transfer ale supapei principale se pot determina din următoarele 5 ecuaţii, dar sunt de ordin superior şi nu au o valoare practică:

∆ ∆ ∆ ∆ (3.30)

∆ ∆ ∆ ∆ (3.31)

∆ ∆ ∆ ∆ (3.32)

∆ ∆ ∆ (3.33)

∆ ∆ ∆ (3.34) Mărimile de intrare sunt precomprimarea resortului pilotului şi debitul total care parcurge supapa. Cele două funcţii de transfer permit studiul stabilităţii supapei la micile oscilaţii ale


17

acestor parametri, dar acest obiectiv poate fi atins mult mai simplu prin simulare numerică, fără a fi necesare numeroase ipoteze simplificatoare. Aceste aspecte au fost abordate în continuare prin simulare numerică. 3.2. Simularea numerică cu limbajul AMESIM Simulările numerice necesare determinării performanţelor statice şi dinamice ale unei supape larg utilizate în transmisiile volumice (DBV10-BOSCH) au fost efectuate cu programul AMESIM în scopul validării rezultatelor teoretice şi pentru a obţine o imagine realistă asupra comportării dinamice a supapelor în sisteme tipice. Pentru realizarea simulărilor numerice s-au elaborat două rețele de simulare. În prima etapă a fost elaborat modelul complet al pilotului și s-a studiat comportarea acestuia în regim staționar și tranzitoriu. O diagramă relevantă este evoluția presiunii şi a poziţiei ventilului provocată de o treaptă de debit tipică (fig.3.6).

Fig. 3.6. Evoluția presiunii și a poziției ventilului la treaptă de debit tipică

Rețeaua de simulare a întregii supape este prezentată în figura 3.8. Experimentele de simulare au avut ca scop determinarea caracteristicii statice a supapei (evoluţia presiunii în funcție de debit) și studierea comportării dinamice (evoluţia presiunii în funcție de timp). Din modelul de simulare au fost extrase și alte informaţii de interes major: evoluţia sertarului și a ventilului supapei, influenţa forței hidrodinamice și a diametrelor droselelor de amortizare.

Fig. 3.8. Rețeaua de simulare a supapei bietajate

Panta medie a caracteristicilor este de cca 10 bar /100 l/min. În figura 3.10 se prezintă evoluția presiunii pentru trei trepte de pretensionare a arcului pilotului (1, 2 și 3 mm), debitul sursei fiind menţinut constant, Qs = 50 l/min.


18

Fig. 3.10. Evoluția presiunii pentru trei trepte de pretensionare a resortului pilotului

După validarea modelului de simulare a supapei normal închise s-a încapsulat rețeaua într-o componentă disponibilă în biblioteca de modele „UPB-CCEPM”. Încapsularea a avut ca scop micșorarea spațiului efectiv utilizat de model în cadrul unei aplicații de simulare a fenomenelor specifice acționărilor hidraulice. De asemenea, utilizarea modelului de simulare a supapei sub forma unei componente permite accesul rapid la parametrii specifici acestui tip de element de reglare hidraulic. 4. DINAMICA SERVOPOMPELOR ECHIPATE CU REGULATOARE DE PRESIUNE 4.1. Structura servopompelor cu disc înclinat echipate cu regulatoare de presiune Servopompele moderne sunt prevăzute cu regulatoare de presiune mecanohidraulice sau electrohidraulice, care asigură o economie de energie majoră în sistemele cu funcționare intermitentă sau ciclică. În cadrul tezei a fost studiat în detaliu regulatorul de presiune mecanohidraulic care însoțește uzual servomecanismul electrohidraulic sau mecanohidraulic de reglare a capacității servopompelor. În figura 4.1 se prezintă o vedere virtuală (în mediu de CAD) a servopompei PV046R1K1T1NUPG care alimentează standurile de înaltă presiune (350 bar) din laboratorul pentru certificarea performanțelor amplificatoarelor electrohidraulice realizat de colectivul de Acționări Hidraulice și Pneumatice al Catedrei de Hidraulică, Mașini Hidraulice și Ingineria Mediului din U.P.B. Laboratorul este unic în țară, fiind acreditat de RENAR. Servopompa include un distribuitor electrohidraulic proporțional, un regulator de presiune mecanohidraulic pilotat de o supapă electrohidraulică proporțională, un cilindru hidraulic diferențial, un traductor de cursă al pistonului servomecanismului de reglare a capacității și un traductor de presiune (fig. 4.2). Cele trei sisteme de reglare permit adaptarea caracteristicii statice a pompei la cerințele sistemului alimentat și limitarea automată a puterii consumate de pompă de la motorul de antrenare.

Fig. 4.1. Secţiune prin servopompa electrohidraulică PARKER PV046

Fig. 4.2. Schema hidraulică echivalentă a PV046R1K1T1NUPG


19

Regulatoarele de presiune moderne sunt caracterizate printr-o mare sensibilitate datorită utilizării unei singure muchii active și alimentării directe de la refularea pompei, cilindrul hidraulic care acționează discul înclinat fiind diferențial. Schema hidraulică echivalentă și caracteristica statică a regulatorului cu acțiune directă sunt indicate în figura 4.2. La atingerea pragului de presiune impus prin precomprimarea unui resort foarte rigid (Ke ~ 121.000 N/m), camera de arie mare se conectează la refularea pompei printr-o fantă de ordinul micronilor care provoacă creșterea presiunii la nivelul permis de drosel. Astfel, regulatorul răspunde în cca 80 ms la un semnal treaptă nominal și este stabil. Studiul dinamicii servopompelor echipate cu regulatoare de presiune necesită cunoașterea completă a geometriei acestora și a forțelor de presiune, de inerție, elastice, electromagnetice sau de altă natură care intervin în reglarea capacității. Dintre acestea, cea mai incertă este rezultanta forțelor de presiune exercitate de patinele hidrostatice ale pistoanelor aflate în faza de refulare asupra discului înclinat (fig. 4.12a). Datorită numărului finit de pistoane, rezultanta forțelor de presiune oscilează la fiecare trecere a unui piston din faza de aspirație în cea de refulare (fig. 4.12b). Modelul matematic simplificat al compensatorului de presiune în fig. 4.13. Evoluția presiunii de refulare a pompei pentru trei precomprimări ale resortului este prezentată în figura 4.14.

a) b) Fig. 4.12. Elemente pentru calculul dinamicii servopompelor cu regulator de presiune:

a) sistemul de referință al discului înclinat; b) traiectoria centrului de presiune al discului

Fig. 4.13. Modelul matematic simplificat al compensatorului de presiune


20

Fig. 4.14. Evoluția presiunii de refulare a pompei

Modelul detaliat al unei pompe (fig. 4.26) a fost dezvoltat cu ajutorul limbajului de simulare AMESIM. În figura 4.27 se prezintă variația presiunii în amonte de sarcină la semnale treaptă aplicate resortului compensatorului.

Fig. 4.26. Rețeaua de simulare numerică a compensatorului de presiune cu acțiune directă


21

Fig. 4.27. Evoluția presiunii în amonte de sarcină la semnale treaptă aplicate resortului

compensatorului (3, 4 și 5 mm) 4.2. Modelarea matematică și simularea numerică a comportării dinamice a regulatoarelor de presiune cu acțiune indirectă Regulatoarele de presiune cu acţiune indirectă sunt relativ lente, fiind utilizate în transmisiile volumice industriale cu cicluri funcţionale echilibrate. Pentru a evidenţia avantajele compensatoarelor cu acţiune directă se analizează spre comparaţie compensatorul din figura 4.30, care poate fi caracterizat astfel: reglarea unghiului de basculare al carcasei blocului cilindrilor se realizează printr-un cilindru hidraulic cu simplu efect şi revenire elastică, frânat la capătul de cursă asociat capacităţii minime; presiunea de începere a reducerii capacităţii pompei este prescrisă prin precomprimarea resortului unei supape de succesiune monoetajată cu ventil conic necompensat.

Fig. 4.30. Elemente definitorii ale unui regulator de presiune cu acțiune indirectă

Evoluţia sistemului analizat în regim tranzitoriu poate fi studiată prin integrarea sistemului de ecuaţii diferenţiale format din următoarele ecuații:


22

(4.20)

d1Dccsc

B QQQQV

p

(4.21)

pentru z > 0:

1Dccsc

C QQQV

p

(4.22)

pentru z < 0:

2Dccc

C QQV

p

(4.23)

hs0esescss

FFFFm

1x (4.24)

ac0ececbccc

FFFFFm

1y (4.25)

hd0esedcdd

FFFFm

1z (4.26)

Rezultatele numerice din figura 4.39 corespund servopompei A2V55 produsă de firma Brueninghaus.

Fig. 4.39. Evoluţia presiunii de refulare a pompei pentru diferite variaţii bruşte ale debitului absorbit de motor (ps0=200 bar)

5. DINAMICA SERVOPOMPELOR ELECTROHIDRAULICE 5.1. Dinamica servopompelor electrohidraulice pentru circuit deschis Servopompele moderne sunt prevăzute cu servocomenzi mecanohidraulice sau electrohidraulice. Sunt utilizate şi sisteme hibride, caracterizate prin comenzi electrice şi reacţii mecanice, rigide sau elastice. În cazul unui circuit deschis este posibilă alimentarea servocomenzii chiar de pompa reglată, dacă presiunea de refulare minimă a acesteia depăşeşte presiunea minimă necesară pentru reglare. Un exemplu tipic în acest sens este oferit de familia de servopompe PV Plus (5.2). Pentru reglarea unghiului de înclinare al discului pompei se utilizează un distribuitor cu trei căi, cu o acoperire pozitivă relativ mică, comandat

csslpmtmmtmpt

A QQQQQV

p


23

de un electromagnet proporţional de forţă comun, care nu depăşeşte 40…90 N la curentul nominal. Muchia de distribuţie care provoacă creşterea capacităţii la creşterea curentului de comandă este dreaptă şi foarte ascuţită, iar muchia care provoacă scăderea capacităţii este şanfrenată.

Fig. 5.2. Schema de principiu a servopompei electrohidraulice PARKER PV Plus Pentru reglarea unghiului de înclinare al discului pompei se utilizează un distribuitor cu trei căi, cu o acoperire pozitivă relativ mică, comandat de un electromagnet proporţional de forţă comun, care nu depăşeşte 40…90 N la curentul nominal. Reacţia de poziţie de la pistonul cilindrului hidraulic este furnizată de un traductor de deplasare inductiv al cărui palpator este permanent în contact cu o zonă conică a pistonului datorită unui resort. Amplificatorul de eroare PID generează un semnal care comandă un generator de impulsuri modulate în durată (PWM). Sistemul de limitare a presiunii este proporţional, nefiind necesar un amplificator de eroare PID, ci numai modularea în durată a tensiunii de comandă a supapei proporţionale. Alte firme preferă reglarea în buclă închisă a presiunii după filtrarea prealabilă a semnalului furnizat de un traductor de presiune piezoceramic şi controlul precis al poziţiei sertarului distribuitorului proporţional printr-o reacţie de poziţie realizată cu un traductor de cursă inductiv (LVDT). Compensatorul de presiune mecanohidraulic oferă o siguranţă mai mare decât cel electronic în cazul degradării lichidului de lucru. Modelul de simulare numerică din figura 5.10 corespunde integral servopompei care echipează standul de încercare a amplificatoarelor electrohidraulice din laboratorul U.P.B. Modelul de simulare propus a fost inclus în biblioteca de modele AMESIM dezvoltată în teză sub denumirea spehd.ame. În figura 5.11 se prezintă evoluţia debitului la semnale treaptă de tensiune. Se constată că la semnale mici servomecanismul răspunde ca un sistem de ordinul doi, iar la semnale ample comportarea este aperiodică. Constanta de timp este de ordinal a 50 ms, permiţând utilizarea servopompei în sisteme de poziţionare rapidă. În figura 5.15 se prezintă simularea comportării servopompei la semnale sisnusoidale. Se constată o capacitate de urmărire foarte bună, cu o întârziere de maximum 100 ms. 5.2. Dinamica servopompelor pentru circuit închis În ultimul deceniu, perfecționarea distribuitoarelor proporționale cu electromagneți de forță sau de cursă a permis diversificarea fără precedent a aplicațiilor transmisiilor volumice în circuit închis. Soluțiile de reglare a capacității servopompelor diferă prin tipul distribuitorului proporțional utilizat și prin tipul legăturii de reacție. În aplicațiile care necesită precizie mare de reglare a debitului, mai ales în jurul nulului, se utilizează o reacție de poziție electrică de mare rezoluție, iar amplificatorul electrohidraulic este un distribuitor proporțional de mare


24

viteză sau o servovalvă cu jet mobil. În încheierea acestui capitol se prezintă analiza dinamică neliniară a unei servopompe cu pistoane axiale cu bloc înclinat, a cărei capacitate este reglată prin intermediul unui servomecanism electrohidraulic (fig. 5.27).

Fig. 5.10. Modelul AMESIM pentru servopompa PV046R1K1T1NUPG

Fig. 5.11. Evoluţia debitului la semnale treaptă de tensiune


25

Fig. 5.15. Răspunsul servopompei la semnale sinusoidale (f=1 Hz)

Fig. 5.21. Schema de principiu a servopompei A4V (REXROTH)

Fig. 5.27. Schema de principiu a sistemului analizat În cazul general, servomecanismul care reglează capacitatea pompei este format dintr-un cilindru hidraulic cu dublu efect şi revenire elastică, conectat la un amplificator electrohidraulic rapid cu 4 căi şi 4 poziţii, cu centrul închis critic. Servocontrolerele moderne, utilizate în procese de reglare conduse de calculatoare industriale, sunt hibride (numerice şi analogice), partea numerică fiind de tip fuzzy (Zadeh, Tufis, Filip, Dzitac 2008) sau de tip neuro-fuzzy. Utilizarea identificării în timp real (Landau, 1991; Laminat, 1993) şi a comenzii predictive generalizate (Mare, 1992;1994) poate conduce la rezultate remarcabile, dar costul sistemului se justifică în prezent doar pentru aplicaţiile speciale. Modelul matematic complet a fost transformat într-o supercomponentă AMESIM în vederea includerii în modelul încapsulat al transmisiei volumice. Reţeaua de simulare numerică sintetică corespunzătoare modelului matematic propus este prezentată în figura 5.28. În figura 5.29 se prezintă


26

răspunsul unui servomecanism tipic la semnale treaptă având amplitudini cuprinse între 1 V şi 10 V. Se constată că alegerea unei servovalve de capacitate adecvată asigură un răspuns prompt, necesar transmisiilor performante. Răspunsul sistemului are caracter aperiodic.

Fig. 5.28. Reţeaua sintetică de simulare numerică a servopompei

Fig. 5.29. Răspunsul servopompei la un semnal treaptă de tensiune

6. DINAMICA SERVOMOTOARELOR ELECTROHIDRAULICE CU PISTOANE AXIALE 6.1. Structura, performanţele și dispozitivele de reglare ale servomotoarelor cu pistoane axiale Motoarele rapide cu pistoane axiale pentru presiuni mari se execută cu disc înclinat și cu bloc înclinat. Se execută în mai multe variante constructive care diferă prin modul de antrenare a arborelui de blocul cilindrilor. La varianta nereglabilă din figura 6.10, produsă de firma EATON (S.U.A.), discul face corp comun cu carcasa, fiind amplasat între blocul cilindrilor şi capătul liber al arborelui. Motoarele cu disc înclinat au turaţii minime stabile reduse (50 ÷100 rot/min) şi momente de pornire mai mari decât cele cu bloc înclinat. Transmisiile volumice cu domeniu larg de variaţie a raportului de transmisie utilizează întotdeauna motoare hidraulice de capacitate variabilă cunoscute sub denumirea TRIMOT sau motoare cu reglare frontală. Acestea s-au răspândit rapid în transmisiile volumice datorită faptului că au cel mai redus gabarit dintre motoarele rapide reglabile. În plus, ele nu necesită pompe auxiliare pentru alimentarea servomecanismului de reglare a capacităţii, ci utilizează în acest scop un debit extrem de mic, prelevat din racordul de admisie. Dintre numeroasele tipuri de comenzi disponibile pentru aceste motoare, cele mai utilizate sunt cea electromagnetică, datorită compatibilităţii cu reacţia de forţă realizată prin intermediul unui resort elicoidal cu rigiditate relativ mica. Dacă motorul este alimentat la debit constant, turaţia


27

sa creşte. Blocul cilindrilor poate fi rotit de arbore printr-un cuplaj cardanic sau prin contactul lateral dintre pistoanele tronconice şi cilindri. 6.2. Modelarea matematică și simularea numerică a dinamicii servomotoarelor electrohidraulice cu reacție de forţă Dispozitivul de reglare electrohidraulică a capacităţii este de fapt un servomecanism mecanohidraulic cu reacţie de forţă. Sertarul distribuitorului poate fi comandat hidraulic sau printr-un electromagnet proporţional de forţă. Modelul matematic al servocomenzii include ecuaţia de mişcare a sertarului şi plunjerului, ecuaţia de mişcare a pistonului şi ecuaţia de continuitate corespunzătoare camerei de arie mare a cilindrului hidraulic (Vasiliu D., 1997).

Fig. 6.10 Schemă de calcul pentru motoarele cu reglare frontală

Modelul matematic a fost integrat cu SIMULINK şi AMESIM. Acestea conduc la acelaşi rezultat (fig.6.16).

Fig. 6.16. Reţeaua de simulare numerică a servomecanismului

Fig. 6.22. Răspunsul servomecanismului la semnale de tip rampă de 2 s


28

7. DINAMICA SERVOPOMPELOR MECANOHIDRAULICE CU DISC ÎNCLINAT CU REACŢIE MECANICĂ RIGIDĂ 7.1. Structura servopompelor mecanohidraulice În acest capitol se studiază modelarea și simularea servopompei cu reacție mecanică rigidă utilizând instrumente uzuale din biblioteca mecanică a limbajului AMESIM. Servomecanismul care reglează capacitatea pompei cu disc înclinat (fig.7.3) este comandat prin rotirea manivelei 4, care acționeză pârghia comparatoare 5. La capătul opus, aceasta este acționată de pârghia de reacție 17. Eroarea de poziționare a discului pompei este transmisă sertarului cu o demultiplicare favorabilă stabilității servomecanismului (2:1). Sertarul are o acoperire pozitivă de cca 1 mm, necesară introducerii unei insensibilități de ±2,5º la nivelul manivelei. Revenirea acesteia în poziția neutră din orice poziție de lucru este asigurată de un resort amplasat într-o casetă bidirecțională.

Fig. 7.3. Servopompă mecanohidraulică cu disc înclinat (EATON)

7.2. Modelarea matematică și simularea numerică a servomecanismului cu AMESIM Modelarea servomecanismului presupune în prealabil elaborarea modelului mecanic utilizând modulul PLMASSEMBLY din AMESIM (fig. 7.4).

a) b) c)

Fig. 7.4. Mecanismul sistemului de reglare (model PLMASSEMBLY - AMESIM)


29

Modelul AMESIM al servomecanismului are caracter general, dar reproduce fidel structura cinematică și hidraulică a cazului concret studiat. Au fost simulate trei trepte unghiulare aplicate pârghiei de comandă, la unghiuri de 5º, 10º şi 15º. Răspunsul servomecanismului alimentat la o presiune relativ mică (16 bar), corespunzătoare pompei auxiliare este de ordinul 1 (fig. 7.7), cu o constantă de timp relativ mare, dar suficientă pentru transmisiile de propulsie ale utilajelor mobile.

Fig. 7.7. Evoluția unghiului realizat de discul înclinat

7.3. Modelarea dinamicii servopompei Modelul AMESIM complet al servopompei este prezentat în figura 7.13. Diagrama din figura 7.15 corespunde unor semnale treaptă aplicate la intrarea servopompei. Aceasta debitează pe un drosel reglabil. Pulsaţiile debitului corespund numărului pistoanelor (9) şi vitezei de rotaţie a arborelui (25s-1). Se constată că valorile obţinute prin simulare cu limbajul AMESIM pentru variabilele globale ale procesului de reglare a capacităţii corespund specificaţiilor de catalog, precum şi simulărilor efectuate cu SIMULINK. Din motive de spațiu acestea nu sunt prezentate în lucrare. Modelul de simulare elaborat pentru servopompă a fost inclus în biblioteca U.P.B.-C.C.E.P.M. care urmează a fi introdusă în noua versiune a limbajului AMESIM.

Fig. 7.15. Variația debitului pompei provocată de două semnale treaptă aplicat la intrare


30

Fig. 7.13. Modelul AMESIM complet al servopompei mecanohidraulice 8. CERCETĂRI EXPERIMENTALE ASUPRA SERVOPOMPELOR ELECTROHIDRAULICE CU DISC ÎNCLINAT 8.1. Cadrul general al desfăşurării cercetărilor experimentale Cercetările experimentale întreprinse în cadrul tezei au avut ca principal obiectiv validarea modelelor matematice propuse pentru servopompele electrohidraulice cu disc înclinat, echipate cu regulatoare electrohidraulice de debit și presiune. Încercările au fost efectuate în Laboratorul pentru Încercarea Echipamentelor Hidraulice Proporționale (LEHP) al Universității POLITEHNICA din București - Centrul de Cercetări Energetice și de Protecția Mediului, care funcționează în cadrul Catedrei de Hidraulică, Mașini Hidraulice și Ingineria Mediului.


31

ASOCIAȚIA DE ACREDITARE DIN ROMÂNIA - RENAR a acordat laboratorului menționat CERTIFICATUL DE ACREDITARE Nr. LI 821 la data de 19.10.2009. Laboratorul are implementat Sistemul de Management al Calității ISO 9001/2008b. Încercările au fost efectuate pe standul pentru încercarea dinamică a echipamentelor electrohidraulice. Standul este format din trei module (fig. 8.4). 1. Grupul de pompare (fig. 8.6) care alimentează în circuit închis cu ulei de înaltă puritate (clasa 6 după NAS 1683) toate echipamentele supuse încercărilor, care îndeplinesc condițiile de compatibilitate mecanică, hidraulică, electrică, electronică, termică, electromagnetică etc. Servopompa (fig. 8.10) grupului de pompare are codul PV046R1K1T1NUPG, deci este echipată cu regulator de debit electrohidraulic, compenstor de presiune mecanic pilotat, compensator de presiune electrohidraulic și regulator de putere electronic inclus într-un servocontroler P-Q-L digital (PARKER HY11-3243/K, 2005). 2. Modulul de încercare dinamică a servovalvelor și distribuitoarelor proporționale electrohi-draulice este compus din posturi de încercare prevăzute cu aparatura de comutație și măsură corespunzătoare normelor internaționale. Din acest modul, în cadrul tezei s-a utilizat numai un bloc de încercare dinamică a distribuitoarelor proporționale cu o rezistență hidraulică variabilă. Debitul care parcurge distribuitorul în regim tranzitoriu este măsurat prin căderea de presiune pe drosel, determinată cu două traductoare de presiune piezoceramice de clasă 0,1. Și acest modul este prevăzut cu acumulator hidropneumatic securizat. 3. Modulul de încercare dinamică a supapelor proporționale este alimentat de grupul de pompare printr-un acumulator hidropneumatic securizat. Comanda supapei este asigurată de un servocontroler digital programabil amplasat într-un panou de comandă și achiziție a datelor experimentale. Debitul care parcurge supapa este măsurat în regim staționar cu un debitmetru hidrodinamic cu ieșire digitală. Presiunile în amonte și în aval de supapă se măsoară cu traductoare piezoceramice de clasă 0,1. Semnalele necesare încercărilor sunt elaborate cu generatoare universale STANFORD, ale căror semnale analogice de tensiune, de diferite forme și mărimi, sunt programate digital. Sistemul de achiziție a datelor experimentale are o structură clasică, fiind format dintr-o interfață analog - digitală de mare viteză NI PXI-6251 (16 intrări analogice, 24 intrări-ieșiri digitale, 2 ieșiri analogice), condiționere de semnal cu separare galvanică pentru toate traductoarele și o stație grafică portabilă HP EliteBook 8740w. S-a utilizat programul de achiziție a datelor experimentale LABVIEW R10 produs de corporația NATIONAL INSTRUMENTS. Secvența de achiziție a datelor experimentale este prezentată în figura 8.14; interfața grafică a programului (fig. 8.15b) permite controlul activităților de achiziție și prelucrare a informațiilor din stand.

Fig. 8.4. Vedere generală a standului


32

Fig. 8.6. Vedere de ansamblu a grupului de pompare

Pompa supusă încercărilor are structura studiată în capitolul 5 și este comandată de un panou electric dedicat. Acesta permite selectarea regimului de funcționare.

Fig. 8.10. Vedere a servopompei încercate din partea laterală dreaptă

Fig. 8.14. Secvența de achiziție a datelor experimentale din programul LABVIEW


33

Fig. 8.15. Programul principal de achiziție a datelor experimentale: b) interfața grafică de

achiziție a datelor experimentale (LABVIEW) 8.2. Rezultatele cercetărilor experimentale Sistemul automat de limitare a presiunii prin anularea capacității servopompei a fost încercat prin setarea debitului la valoarea maximă, la presiune de refulare minimă, setarea presiunii de refulare la o valoare mai mică de 350 bar (presiunea nominală, setată prin blocul de siguranță al grupului de pompare) și anularea bruscă a debitului. Din figura următoare rezultă că timpul maxim de anulare a capacității este de cca 80 ms, valoare indicată și de producătorul pompei. p[bar]

t [s] Toate experimentele indică faptul că prin structura sa, compensatorul de presiune satisface cele mai înalte exigențe dinamice actuale: timpul de răspuns de cca 80 ms al aplicațiilor aeronautice, în care necesitatea încărcării rapide a acumulatoarelor hidropneumatice după o manevră majoră trebuie să fie foarte scurt, ca și timpul de anulare a debitului la atingerea presiunii nominale, în vederea minimizării consumului de carburant. 8.2.2. Rezultatele încercării modulului electrohidraulic de reglare a debitului Modulul de reglare automată a debitului a fost testat prin excitare cu semnale triunghiulare, sinusoidale, dreptunghiulare și pseudoaleatoare furnizate de un generator STANFORD. Presiunea medie de refulare a servopompei a fost setată cu trei tipuri de rezistențe: 1) o supapă proporțională bietajată PARKER; 2) un distribuitor proporțional DFPlus; 3) un distribuitor proporțional DFPlus cu racordurile externe unite, setat la o anumită deschidere (s=0,5mm) printr-o tensiune de comandă externă furnizată de un servocontroler digital. În graficele prezentate au fost utilizate următoarele scări: a) semnalul de comandă: 1V/V; b) debit: 6,9 l/min/V; c) presiune: 35 bar/V. Toate experimentele întreprinse indică o comportare dinamică foarte bună a sistemului de reglare automată a debitului servopompei. Întârzierea de


34

cca 100...200 ms care depinde de frecvența semnalului de excitație este neglijabilă în toate aplicațiile practice industriale.

U [V]

t [s]

Fig. 8.18. Răspunsul servopompei la semnal triunghiular pentru f = 1Hz; pm = 196bar U [V]

t [s]

Fig.8.22. Răspunsul servopompei la semnal sinusoidal pentru f = 1Hz; pm = 196 bar U [V]

t [s]

Fig. 8.25. Răspunsul servopompei la semnal sinusoidal pentru f = 0.5...4 Hz; pm = 196 bar

Ui Ue Up

Ui Ue Up

Ui Ue Up


35

9. DINAMICA TRANSMISIILOR HIDRAULICE VOLUMICE CU REGLAJ MIXT 9.1. Concepţia sistematică a unei transmisii volumice În acest capitol se parcurg sistematic principalele etape ale concepţiei unei transmisii volumice a unui utilaj mobil, tratată ca o problemă de sinteză a întregii lucrări. Principalul obiectiv al aplicaţiei este evidenţierea corelaţiilor obiective dintre cerinţele practice şi opţiunile proiectantului. Stabilirea soluției de principiu depinde esențial de tipul aplicației. Dacă este posibilă implementarea unei transmisii compacte, formate dintr-o servopompă și un motor de capacitate constantă sau variabilă ca în figura 9.1, colaborarea dintre furnizorul transmisiei și proiectantul utilajului este hotărâtoare pentru satisfacerea unor performanțe statice și dinamice impuse (Kumar și Ivantysynova, 2011). Dacă sarcinile tehnologice ale utilajului impun amplasarea componentelor transmisiei în locații îndepărtate, soluția de principiu trebuie stabilită individual, pornind de la un set minimal de date caracteristice (Vasiliu D., 1997).

Fig. 9.1. Transmisie volumică compactă (DENISON - GOLD CUP):

Schema unei transmisii volumice depinde în mare măsură de următoarele informații: 1) domeniul de utilizare; acesta este frecvent transmisia principală a unui utilaj mobil (motostivuitor, încărcător frontal, automacara, autobetonieră, combină agricolă etc.); 2) domeniul de reglare a vitezei utilajului în regim staţionar: (0,125 ... 1,0) vmax; 3) tipul maşinilor volumice disponibile (uzual - cu pistoane axiale); 4) tipul comenzii transmisiei: mecanohidraulică, electrohidraulică, mecanică sau hibridă; 5) tipul motorului de antrenare al pompei: uzual, la utilajele clasice este de tip Diesel, echipat cu pompă de injecţie rotativă, cu regulator de turaţie universal; 6) masa maximă a utilajului, mu, care se specifică în funcţie de tipul şi mărimea utilajului; 7) rampa maximă care trebuie să fie urcată de utilaj cu viteza minimă; uzual max ~ 300; 8) viteza maximă în rampa maximă; uzual vmax (max) ~ 5 km/h; 9) presiunea nominală a sistemului, pn care este cuprinsă între 320 și 420 bar; 10) viteza maximă a utilajului: vmax ~ 30 km/h; 11) raza dinamică a roţilor motoare: rd ~ 0,3...0,5 m; 12) raportul de transmisie al reductoarelor planetare din jantele roţilor motoare: i ~ 6; 13) turaţia de moment maxim a motorului Diesel: nD (MDmax) ~ 1800 rot/min. Concepţia unei transmisii volumice poate fi tratată gradual, de la simpla alegere a unui sistem complet dintr-un catalog de specialitate pe baza unor date preliminare, până la calculul complet, hidraulic, termic şi organologic al tuturor componentelor. Acest calcul este prezentat detaliat în teză.


36

9.2. Optimizarea parametrilor transmisiei volumice prin simulare numerică cu AMESIM În această ultimă parte a tezei s-a realizat integrarea tuturor modelelor de simulare numerică elaborate cu limbajul AMESIM (fig. 9.3) în scopul generării unei imagini complete asupra fenomenelor tranzitorii ce au loc într-o transmisie volumică reală (Vasiliu, 2005) care echipează un utilaj mobil supus unor solicitări complexe. S-a adoptat un model dinamic complet de autovehicul cu o singură punte motoare din biblioteca dedicată acestor sisteme în AMESIM (Brossard, 2006). Modelul de simulare a fost preluat din rețeaua de simulare “$AME/demo/Libraries/TR/ ManualGearbox.ame”. Într-o primă etapă, la momentul inițial s-a comandat creșterea capacității pompei cu un semnal de tip rampă de la 0 la capacitatea maximă în 4 s. La timpul t1=4 s s-a comandat scăderea capacității motorului în 4 s cu un semnal rampă cuprins între 100% și 50%. Această simulare a fost realizată în absența blocului de împrospătare, compensare și protecție (BICP). S-a înregistrat evoluția următoarelor mărimi: semnalele de comandă aplicate pompei și motorului, viteza autovehiculului și presiunile din ramurile energetice ale circuitului hidraulic principal. S-a evidențiat astfel apariția fenomenului de cavitație în ramura de joasă presiune a circuitului energetic al transmisiei, generată de scurgerile externe ale celor două mașini și compresibilității lichidului din ambele ramuri ale „buclei” principale. Se verifică astfel motivul datorită căruia toate pompele cu pistoane axiale destinate circuitelor închise sunt concepute pentru a funcționa la presiuni mult mai mari decât cea atmosferică. Presiunea minimă de supraalimentare este cuprinsă între 5 și 16 bar. Simulările descrise în continuare au fost efectuate în condiții similare celor anterioare, dar în schema transmisiei a fost introdus blocul de împrospătare, compensare și protecție împotriva depresiunilor și suprapresiunilor (BICP). S-au înregistrat evoluția semnalelor de comandă aplicate pompei și motorului, viteza autovehiculului și presiunile din ramurile circuitului hidraulic energetic. S-a evidențiat astfel dispariția fenomenului de cavitație în ramura de joasă presiune. Rezultatele simulărilor sunt prezentate în figurile 9.7 şi 9.8. În continuare s-a studiat comportarea transmisiei în condiții de drum variabile (figurile 9.11, 9.13). La momentul inițial s-a impus creșterea liniară a capacității pompei până la valoarea maximă în 4 s. La momentul t1=4 s s-a comandat scăderea capacității motorului după un semnal rampă de la capacitatea maximă la 50%, în 4 s. La timpul t2=20 s s-a comandat creșterea liniară a capacității motorului în 4 s până la valoarea maximă. La momentul t3=50 s s-a simulat modificarea pantei drumului pe care rulează autovehiculul după un semnal sinusoidal întârziat cu 90°, având frecvența f=0,02Hz și amplitudinea de 15°. S-a înregistrat evoluția semnalelor de comandă ale pompei și motorului, panta drumului, viteza și accelerația autovehiculului, presiunile din ramurile circuitului hidraulic, cuplul la arborele pompei și cuplul la arborele motorului. Din figura 9.15 rezultă importanța supraalimentării ramurii de joasă presiune a circuitului energetic. Compresibilitatea redusă a uleiului (cca 7000 bar) combinată cu scurgerile celor două mașini energetice provoacă scăderea rapidă a presiunii în faza de demaraj. Scăderea presiunii sub valoarea acceptată de producătorii de mașini volumice (cca 0.8 bar abs.) nu poate fi prevenită decât prin limitarea inferioară a presiunii de supraalimentare în funcție de turația maximă a pompei, de accelerațiile impuse autovehiculului, de flexibilitatea racordurilor energetice, temperatura uleiului etc. Valoarea acceptată de majoritatea furnizorilor de transmisii compacte este de 16 bar. Această suprapresiune ajută și procesul de extragere a pistoanelor din cilindri în faza de aspirație, reducând oscilațiile axiale ale patinelor hidrostatice. Aspecte funcționale importante sunt relevate de studiul influenței derivatei capacității servopompei și servomotorului sub formă de rampe pozitive sau negative. Servomecanismele celor două mașini volumice energetice răspund relativ repede la toate semnalele de comandă. Pentru a studia influența pantei drumului în regim cvasistaționar, s-au aplicat comenzile care generează variații importante ale presiunii și momentului celor două mașini.Influența modulului de elasticitate al acestor racorduri este studiată prin simulări sistematice având ca parametru modulul de elasticitate şi lungimea racordurilor.


37

Fig. 9.3. Rețeaua de simulare AMESIM a transmisiei volumice cu reglaj mixt


38

Fig. 9.7. Evoluția în timp a semnalelor de comandă a capacității pompei și motorului volumic

și a vitezei de deplasare a autovehiculului (modelul de simulare cu BICP)

Fig. 9.8. Evoluția în timp a presiunilor din circuitul hidraulic și a vitezei de deplasare a

autovehiculului (modelul de simulare cu BICP)

Fig. 9.11. Evoluția în timp a semnalelor de comandă impuse în rețeaua de simulare (comanda capacității pompei, motorului și panta impusă de drum)


39

Fig. 9.13. Evoluția presiunilor din circuitul hidraulic pentru modelul cu pantă de drum impusă

a)

b) Fig. 9.15. Influența presiunii de deschidere a supapei de limitare inferioară a presiunii din

circuitul energetic asupra presiunii din ramura de aspirație a pompei: a) detaliu pentru primele 3 s ale demarajului; b) detaliu pentru primele 650 ms ale demarajului


40

10. SINTEZA CONTRIBUŢIILOR ORIGINALE ALE TEZEI Tematica prezentei lucrări, elaborată ca teză de doctorat, corespunde unei necesități obiective: elaborarea unei metodologii de sinteză sistemică a transmisiilor automate volumice necesare unor largi categorii de echipamente industriale. Autoarea a abordat sinteza acestor transmisii cu instrumentele moderne ale teoriei sistemelor: modelarea, simularea, identificarea experimentală şi validarea experimentală. Domeniul abordat necesită cunoștințe ample din cele mai variate domenii științifice și tehnice: ecuațiile fizicii matematice, metode numerice, mecanică, mecanica fluidelor, organe de mașini, mașini hidraulice, convertoare electromecanice, electronică industrială și mai ales tehnica reglării automate. Pentru a facilita integrarea acestor transmisii în sisteme automate complexe de către specialiști de formații diferite, modelele matematice studiate au fost transformate în subrutine compatibile cu programul de analiză prin simulare numerică a sistemelor tehnice AMESIM, simplificând considerabil sinteza optimă a acestora. În această lucrare, categoria servopompelor și servomotoarelor include mașinile hidraulice volumice cu pistoane, echipate cu dispozitive de reglare a capacității, incluse în bucle de reglare a vitezei. Scopul concret al tezei este elaborarea unor modele matematice încapsulate în subrutine ce pot fi incluse fără schimbări structurale în limbajul AMESIM. Astfel proiectanţii de sisteme tehnice complexe vor putea simplifica considerabil sinteza schemelor hidraulice ale echipamentelor care pot beneficia de avantajele acestor transmisii. Concret, lucrarea conține următoarele elemente de noutate științifice și tehnice: 1. Modelarea matematică și simularea numerică a dinamicii supapelor pilotate - elemente fundamentale de protecţie ale transmisiilor volumice. Au fost studiate soluţiile structurale şi constructive moderne, care asigură performanţele necesare transmisiilor volumice. Modelul matematic al supapelor normal-închise pilotate a fost încapsulat şi introdus ca o supercomponentă în biblioteca hidraulică a limbajului AMESIM. 2. Analiza dinamică neliniară a servopompelor cu pistoane axiale moderne destinate circuitelor deschise, echipate cu regulatoare de presiune mecanohidraulice și electrohidraulice cu acțiune directă. Pornind de la necesitatea unor performanțe deosebite, impuse de domeniile de utilizare ale acestora, s-au elaborat modele matematice şi rețele de simulare numerică a regimurilor tranzitorii tipice, s-au otimizat parametrii funcționali, elaborând în final supercomponentele corespunzătoare în AMESIM. 3. Modelarea matematică și simularea numerică a compensatoarelor de presiune cu acțiune indirectă ale pompelor cu pistoane axiale. Simulările numerice sistematice realizate cu limbajul SIMULINK au permis stabilirea performanțelor reale ale acestor regulatoare automate și domeniul lor optim de aplicare. 4. Analiza dinamică neliniară a servopompelor electrohidraulice cu disc înclinat destinate circuitelor deschise și celor închise. Simulările numerice originale efectuate cu programul AMESIM pun în evidență cu mare acuratețe zgomotul hidraulic provocat de numărul finit de pistoane și răspunsul rapid al servopompelor comandate prin electromagneți proporționali de forță. Modelul servopompei electrohidraulice comandată printr-un distribuitor proporțional cu reacție de poziție internă a fost transformat într-o supercomponentă de uz general a limbajului AMESIM. 5. Analiza dinamică neliniară a servomotoarelor electrohidraulice cu bloc înclinat, cu reacție internă de tip elastic. Prin simulări numerice sistematice s-au stabilit semnalele de comandă acceptabile din punctul de vedere al stabilității reglajului capacității, argumentând astfel recomandările producătorilor specializați cu privire la domeniile de utilizare. Modelul dezvoltat a deveniut o supercomponentă a limbajului AMESIM. 6. Modelarea matematică, simularea numerică și optimizarea performanțelor servomecanismelor mecanohidraulice cu intrare mecanică, specifice utilajelor mobile. Se tratează detaliat stabilizarea servomecanismului cu un drosel amplasat pe traseul de


41

alimentare și se evidențiază cu precizie frecvența și amplitudinea pulsațiilor de presiune inerente acestui tip de pompă. Modelul de simulare a fost integrat în AMESIM. 7. Confirmarea experimentală pe un stand specializat a performanțelor statice și dinamice ale servopompelor cu disc înclinat dotate cu regulatoare de debit și presiune. Sinteza standurilor utilizate în teză pentru evaluarea performanţelor servopompelor, structura hardware şi software a sistemului de achiziţie a datelor experimentale, programul de experimentare a dispozitivelor de reglare a debitului şi presiunii şi rezultatele încercărilor sistematice au fost tratate detaliat în lucrare. Identificarea echipamentelor şi sistemelor studiate în lucrare a fost realizată cu interfeţe performante de achiziţie a datelor experimentale. Garanția validității rezultatelor este asigurată de certificarea laboratorului de către Asociaţia de Acreditare din Romania (RENAR) în domeniul amplificatoarelor electrohidraulice. 8. Asamblarea modelelor de simulare numerică elaborate pentru componentele transmisiilor volumice într-un singur model (supercomponentă AMESIM) pentru autovehicule cu transmisie volumică cu reglaj mixt. Au fost studiate sistematic regimurile tipice ale acestor sisteme complexe pentru a elabora o imagine sintetică asupra performanțelor dinamice și energetice ale autovehiculelor echipate cu acest tip de transmisie. Au fost investigate fenomenele tranzitorii tipice generate atât de comenzi cât și de perturbații introduse prin profilul transversal al unui traseu tipic pentru un utilaj mobil. Analiza detaliată a evoluției presiunii în racordurile energetice ale transmisiei a permis justificarea valorii relativ mari a presiunii de supraalimentare a servopompei în vederea evitării fenomenului de cavitație. Astfel a fost generată supercomonenta TRANSMISIE VOLUMICĂ în AMESIM. În ansamblu, lucrarea încearcă să ofere o soluție științifică și tehnică completă și credibilă unei probleme interdisciplinare de mare complexitate. Principala direcție de continuare a cercetărilor întreprinse este simplificarea modelelor AMESIM în vederea utilizării în sistemele de simulare în timp real cu elemente hardware în buclă de simulare (Hardware-in-the Loop - HIL). În acest scop este necesară reducerea complexității tuturor modelelor elaborate pentru a putea fi integrate prin algoritmi cu pas constant, în scopul sincronizării achiziției de date din procesul studiat cu integrarea numerică a sistemelor de ecuații diferențiale neliniare ale modelului matem

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ CĂRŢI (C)

1. Bălășoiu, V., Cristian,I., Bordeașu, Il. Echipamente și sisteme hidraulice de acționare și automatizare. Vol.I și II, Editura Orizonturi Universitare, Timișoara, 2007.

2. Băran, G., Ciocănea, A. Cavitaţia. Editura Matrix, Bucureşti, 2004. 3. Bărglăzan, M. Transmisii hidrodinamice. Editura POLITEHNICA, Timişoara, 2002. 4. Brossard, J.P. Dynamique du vehicule: Modelisation des systemes complexes. Sciences

Appliquees INSA Lyon - PPUR, 2006. 5. Călinoiu, C. Senzori şi traductoare. Editura Tehnică, Bucureşti, 2008. 6. Filip, F.G., Barbat, B. Informatica industrială; noi paradigme si aplicații. Ed. Tehnică,

Bucuresti, 1999. 7. Guillon, M. L'asservissement hydraulique et electrohydraulique. Dunod, Paris, 1972. 8. Isbăşoiu, E.C., Georgescu, S.C. Mecanica Fluidelor. Editura Tehnică, Bucureşti, 1995. 9. Ivantysyn, J., Ivantysynova M. Hydrostatic Pumps and Motors. ABI, New Dehli, 2001. 10. Landau, I.D. System Identification and Control Design. Prentice-Hall, 1990. 11. Oprean, I.M., Andreescu, C. Transmisii automate pentru autovehicule. Vol.1 -

Transmisii hidraulice. Universitatea POLITEHNICA Bucureşti, 1997. 12. Popa, R. Integration numerique des equations aux differentielles. Editura Didactică şi

Pedagogică, Bucureşti, 1995. 13. Popescu C., Vasiliu D., Vasiliu N. Numerical Simulations, Applications, Examples and

Theory, Chapter 12 - Numerical Simulation - a Design Tool for Electro Hydraulic


42

Servo Systems, ISBN: 978-953-307-153-4, INTECH, Zieglergasse 14 1070 Vienna, Austria.

14. Ursu, I., Ursu, F. Control activ şi semiactiv. Editura Academiei Române, Bucureşti, 2002.

15. Vasiliu, N., Catană, I. Transmisii hidraulice şi electrohidraulice. Vol. I - Maşini hidraulice volumice, Editura Tehnică, Bucureşti, 1988.

16. Vasiliu N., Vasiliu, D., Acţionări hidraulice şi pneumatice, Vol.I, Editura Tehnică, Bucureşti, ISBN 973-31-2248-3, (820 p.), 2005.

17. Viersma, T.J. Analysis, Synthesis and Design of Hydraulic Servosystems and Pipelines. Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, 1980.

18. Zadeh, L.A., Tufis, D., Filip, F.G., Dzitac, I. (Editors). From Natural Language to Soft Computing: New Paradigms in Artificial Intelligence. Editing House of the Romanain Academy, Bucharest, 2008. ARTICOLE ŞI REVISTE (A)

1. Călinoiu, C., Vasiliu, N. Identificarea experimentală a servomecanismelor electrohidraulice cu semnale de probă multifrecvenţiale. Buletinul Ştiinţific al Universităţii Politehnica din Timişoara, Tom 44 (58), Timişoara, 1999.

2. Ciocânea, A. The maximum Angle Value of the inclined Disc for the adjustable axial Piston Pumps. Conferința SISTEME HIDROPNEUMATICE DE ACȚIONARE, Timișoara, 19-22 Octombrie 1995.

3. Dumitrache, I., Catană, I. şi Militaru, A. Fuzzy Controller for Hydraulic Servo Systems. IFAC International Workshop on Trends in Hydraulic Pneumatic Components & Systems, Chicago, Illinois, 1994.

4. IMAGINE, Modeling an axial hydraulic pump. Technical Bulletin No.207, 2003. 5. Kumar, R., Ivantysynova, M. An instantaneous optimization based power management

strategy to reduce fuel consumption in hydraulic hybrids. International Journal of Fluid Power, Vol.12, No.2, June 2011.

6. Lebrun, M., Claude, R. How to create Good Models without Writing a Single Line of Code. Fifth Scandinavian International Conference on Fluid Power at Linköping, Sweden, 1997.

7. Maré, J.Ch. L'apport de la simulation pour la synthese de la commande adaptive d'un actionneur electrohydraulique. Journee Automatique Assistee par Ordinateur 2 AO92 ESIEE. Paris, 19 novembre 1992.

8. Ursu, I., Popescu, T., Vladimirescu, M., Costin, R.D. On some linearization methods of the generalised flowrate characteristics of the hydraulic servomechanisms. Revue Roumaine Des Science Techniques, Serie de Mecanique Appliquee, Tome 39, mars-avril 1994.

9. Vasiliu, D., Vasiliu, N., Călinoiu, C. Theoretical and Experimental Researches on the Slow Electrohydraulic Servopumps. Recent Advances in Aerospace Hydraulics, Toulouse, France, June 13-15, 2001.

10. Negoita C.G., Vasiliu D., Vasiliu, N., Calinoiu C. Modeling, Simulation and Identification of the Servo Pumps. 25th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems, Timisoara, September 20-24 2010 (paper no. IAHRXXV205DG published by Professional Engineering Publishing), 2010.

11. Dragne F.D., Alirand M., Oprean I.M., Vasiliu N. ABS Valve Model Reduction by AMESim. Proceedings of the Romanian Academy, Series A-Mathematics Physics, Technical Sciences, Information Science, 1454-9069, May-Aug 2009, Vol. 10, Issue 2,189196, ISI:000268079900012, 2009.

12. Ion Guţă D., Vasiliu N., Vasiliu, D., Călinoiu C. Basic concepts of real-time simulations (RTS). U.P.B. Scientific Bulletin, Series D, Vol.70, No.4, p.291-300, ISSN 1454-2358, 2008.


43

LISTA DE LUCRĂRI ȘTIINȚIFICE ȘI TEHNICE As. ing. NEGOIŢĂ GEORGIANA-CLAUDIA

10 Articole/studii publicate: a) Ris1 – Marius Daniel Bontos, Daniela Vasiliu, Vlad Florin Pîrăianu, Georgiana

Claudia Negoiţă - SIM-E&H – IT Tool for the Environmental Health Risk Assessment. U.P.B. Scientific Bulletin. Series D, Vol.72, Iss.1, 2010. ISSN 1454-2358, indexat SCOPUS, ELSEVIER. Ris2 – Constantin Călinoiu, Georgiana Claudia Negoiță, Daniela Vasiliu, Nicolae Vasiliu - Simulation as a Tool for tuning Hydropower Speed Governors, ISC'2011, Veneția, Italia, Pag. 279-284, ISBN: 978-90-77381-63-2 (ISI). În curs de publicare: Georgiana-Claudia Negoiță, Jean-Charles Maré, Marc Budinger, Nicolae Vasiliu – Scaling-Laws based hydraulic Pumps Parameter Estimation. U.P.B. Scientific Bulletin. Series D , Indexat SCOPUS, ELSEVIER, 2011. Amine Fraj, Marc Budinger, Toufic El Halabi, Jean-Charles Maré, Georgiana-Claudia Negoita - Modelling Approach for the Simulation-based preliminary Design and Optimization of Electromecanical and Hydraulic Actuation Systems. 8th AIAA Multidisciplinary Design Optimization Specialist Conference, Sheraton Waikiki Honolulu, Hawaii, 23 - 26 Apr 2012.

b) Rns1 - Vlad Florin Pîrăianu, Claudia Negoiţă, Daniela Vasiliu - Utilizarea INFOWORKS CS pentru managementul sistemelor de colectare ale apelor uzate – Calitatea – revistă lunară de sisteme de management, ISSN 1582-2559, Bucureşti 2008. Rns2 - Georgeta Ene, Claudia Negoiţă - Modelarea unei reţele de distribuţie apă întro zonă urbană utilizând INFOWORKS WS – Calitatea – revistă lunară de sisteme de management, ISSN 1582-2559, Bucureşti 2008.

20 Articole/studii publicate în volumele unor manifestări ştiinţifice: a) internaţionale recunoscute (cu ISSN sau ISBN) din ţară şi din străinătate (Vi) şi b) naţionale (Vn), inclusiv cotate ISI sau indexate în baze de date internaţionale.

Vi1 – Daniela Vasiliu, Marius Daniel Bontoş, Vlad Florin Pîrăianu, Georgiana Claudia Negoiţă - Design of a modern Soil Information System, Polsol Workshop 2009, Bucharest, Romania, May 7-8, 2009, Editura Politehnica Press, Pag.80-91, ISSN 2066-6535. Vi2 – Marius Daniel Bontos, Daniela Vasiliu, Vlad Florin Pîrăianu, Georgiana Claudia Negoiţă - SIM-E&H – IT Tool for the Environmental Health Risk Assessment, 4th International Conference On Energy And Environment 2009 “Energy For A Better Life”, Bucharest, Romania, November 12-14 , 2009, Editura Politehnica Press, ISSN 2067-0893. Vi4 - Claudia Georgiana Negoiţă, Daniela Vasiliu, Nicolae Vasiliu, Constantin Călinoiu – Modeling, Simulation and Identification of the Servo Pumps, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 12-1, 10.1088/1755-1315/12/1/012054, ISSN 1755-1315 Online, 2010. Vi5 - Claudia Georgiana Negoiţă, Daniela Vasiliu, Nicolae Vasiliu, Constantin Călinoiu – Modeling, Simulation and Identification of the Servo Pumps, 25 th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems, ISBN 978-606-554-134-4, 978-606-554-135-1, Timişoara, 2010.


44

Curriculum Vitae

Nume / Prenume NEGOIŢĂ GEORGIANA - CLAUDIA

Experienţa profesională

Perioada 01/10/2008 → prezent

Funcţia sau postul ocupat Asistent universitar

Activităţi Elaborarea de materiale pentru activitatea de laborator şi realizarea orelor de aplicaţii

Numele şi adresa angajatorului UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI - Facultatea Energetică, Catedra de Hidraulică, Maşini Hidraulice şi Ingineria Mediului 313, Splaiul Independenţei, 060042 Bucureşti, România

Sectorul de activitate Învăţământ superior tehnic

Perioada 01/07/2008 - 31/12/2008

Funcţia sau postul ocupat Asistent manager

Activităţi Elaborarea documentelor de interfaţă ale agenţiei cu forul tutelar şi contractorii

Numele şi adresa angajatorului A.M.C.S.I.T. – POLITEHNICA Bucureşti, 313, Splaiul Independenţei, 060042 Bucureşti

Tipul activităţii Managementul şi marketingul acţiunilor de cercetare ştiinţifică, inovare şi transfer tehnologic în domeniul ingineriei şi în alte domenii asociate

Perioada 17/09/2007 - prezent

Funcţia sau postul ocupat Asistent cercetare

Activităţi Responsabil cu managementul proiectelor de cercetare

Numele şi adresa angajatorului UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI - Facultatea Energetică, Centrul de Cercetări Energetice şi de Protecţia Mediului

Tipul activităţii Cercetare ştiinţifică

Educaţie şi formare

Perioada 2008 → prezent

Calificarea/diploma obţinută Doctorand cu frecvenţă

Competenţele profesionale dobândite

Domeniu de doctorat: Inginerie energetică

Numele şi tipul instituţiei de învăţământ

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI - Facultatea Energetică, Catedra de Hidraulică, Maşini Hidraulice şi Ingineria Mediului

Perioada 2008 → 2010

Diploma obţinută Diploma Master

Competenţele profesionale dobândite

Informatica sistemelor hidraulice şi pneumatice


UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI - Facultatea de Inginerie Mecanică şi Mecatronică

Diploma obţinută Inginer Diplomat


2003 – 2008, UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREŞTI - Facultatea de Inginerie Mecanică şi Mecatronică, Secţia Maşini şi Sisteme Hidraulice şi Pneumatice


1999 – 2003, Colegiul Naţional GHEORGHE ŞINCAI, Secţia REALĂ