Influence of hydraulic oil viscosity on the energy efficiency of hydrostatic drive

• Autorzy: Skorek Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.2478/jok-2022-0002

Warianty tytułu

PL

Wpływ lepkości oleju hydraulicznego na sprawność energetyczną napędu hydrostatycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the influence of oil viscosity on the overall efficiency of the compared systems with proportional cylinder control. There are energy losses in the elements of the hydraulic system, which are, among other things, a function of the viscosity of the working fluid used, as well as energy losses which are practically independent of the viscosity. In order to assess the possibilities of saving energy during the operation of the hydrostatic drive system, it is necessary to understand and describe the losses occurring in the system. Determining the energy efficiency of the system can be performed simulation with the help of a computer program using an appropriate mathematical model. The efficiency determined in this way can be used in the process of designing and operating the system.

PL

W artykule przedstawiono wpływ lepkości oleju na sprawność całkowitą porównywanych układów ze sterowaniem proporcjonalnym siłownika. W elementach układu hydraulicznego występują straty energii będące m.in. funkcją lepkości zastosowanego płynu roboczego oraz straty energii praktycznie niezależne od lepkości. W celu oceny możliwości oszczędzania energii podczas pracy hydrostatycznego układu napędowego konieczne jest zrozumienie i opisanie strat występujących w układzie. Wyznaczenie sprawności energetycznej systemu można przeprowadzić symulacją za pomocą programu komputerowego z wykorzystaniem odpowiedniego modelu matematycznego. Tak wyznaczona sprawność może być wykorzystana w procesie projektowania i eksploatacji systemu.

Słowa kluczowe

EN

energy efficiency; proportional control; hydrostatic transmission; load sensing system; pump; cylinder

PL

sprawność energetyczna; sterowanie proporcjonalne; przekładnia hydrostatyczna; system load sensing; pompa; cylinder

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 52, iss. 1
• Strony: 11--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Skorek Grzegorz

• Gdynia Maritime University (Uniwersytet Morski w Gdyni)

Bibliografia

• 1. Chang L., Lin S.: Zheng H.: Hydraulic system research of the pumping unit based on electro-hydraulic proportional control technology, Appl Mech Mater, 2013.
• 2. Czyński, M.: Laboratory tests of the energy efficiency model of the hydrostatic transmission, Doctor’s Thesis, Technical University of Szczecin, Faculty of Maritime Technology, Szczecin 2005, p. 175.
• 3. Duilay I.: Fundamentals of Hydraulic Power Transmission, Oxford University Press, Oxford, 1988.
• 4. Eriksson B., Larsson J., Palmberg J.: Study on individual pressure control in Energy efficient cylinder drives, In: Ivantysynova M (ed.), 4th FPNI-phD symposium, Sarasota 2006.
• 5. Guillon M.: Theory and calculation of hydraulic systems (in Polish), Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1967.
• 6. Haikuo S., Bo J., Chen Y.: Research on variable speed electro-hydraulic control system based on energy regulating strategy, In: ASME international mechanical engineering congress and exposition, Chicago, IL, 5–10 November 2006, Chicago, IL: American Society of Mechanical Engineers 2006.
• 7. Helduser S.: Electric-hydrostatic drive – an innovative energy-saving power and motion control system, Proc. IMechE, Part I: J. Systems and Control Engineering 213 I5, 1999.
• 8. Koralewski J.: Influence of hydraulic oil viscosity on volumetric losses in a variable capacity piston pump, Chapter in monograph: Research, construction, production and operation of hydraulic systems, Library: Cylinder, Centrum Mechanizacji Górnictwa, Komag, No. 1 / 2011, Gliwice, p. 163-180.
• 9. Kordak R.: Neuartige Antriebskonzeption mit sekundargeregelten hydrostatischen Maschinen, Hydraulik und Pneumatik, No. 5 / 1981, p. 3-9.
• 10. Li J., Chen F., Qu L.: Simulation and analysis of load sensing hydraulic system, Coal Mine Mach, 32, 2011.
• 11. Lu Y., Hu D.: Electro-hydraulic proportional control technology, Beijing: China Machine Press, 1988.
• 12. Paszota Z.: Energy aspects of hydrostatic drives. Polish Maritime Research, Vol. 10, No. 2 / 2003, p. 18-20.
• 13. Paszota Z.: Energy losses in hydrostatic drive. Monography. LAP Lambert, Acadamic Publishing, 2016, p. 570.
• 14. Paszota Z.: Energy saving in a hydraulic servomechanism system – theory and examples of laboratory verification. Brodogradnja, No. 58 / 2007, p. 23-29.
• 15. Paszota Z.: The operating field of a hydrostatic drive system parameters of the energy efficiency investigations of pumps and hydraulic motors. Polish Maritime Research, No. 04 / 2009, p. 16-21.
• 16. Piątek D.: Study of energetic behavior of the cylinder as a result of the throttling control structure, VII Conference: Shipbuilding and Ocean Engineering, Integrated Transport, University Publishing, Gdansk 2004, p.184-192.
• 17. Pietrzak M., Okularczyk W.: The efficiency of the hydraulic cylinder, Hydraulics and Pneumatics, No. 2 / 2012, Wrocław, p. 21-24.
• 18. Shen X.: Hydraulic drive and control, Beijing: National Defense Industry Press, 2013.
• 19. Skorek G.: Energy efficiency of a hydrostatic drive with proportional control compared with volumetric control. Polish Maritime Research, No. 3 / 2013, p.14-19.
• 20. Skorek G.: Study of power and energy efficiency of hydrostatic drives. Polish Maritime Research, No. 4 / 2018, p. 114-130.
• 21. Reuthe W.: Die Drosselsteuerung hydraulischer Antriebe, Konstruktion, No. 9 / 1964, p.15-20.
• 22. Quan Z.: Quan L., Zhang J.: Review of energy efficient direct pump controlled cylinder electro-hydraulic technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Elsevier, No. 35 / 2014, p. 336-346.
• 23. Wang L., Book W., Huggins J.: A hydraulic circuit for single rod cylinder, J. Dyn. Syst. Meas. Control, 131, 2012.
• 24. Wang Y.: Simulation research and energy-saving analysis of load sensing system of hydraulic excavator, Master’s Thesis, Central South University, China, 2009.
• 25. Wei X., Sun J., Zhou H.: Design of new hydraulic pumping unit with electrohydraulic proportional control, Mach Tool Hydraul 37, 2009.
• 26. Wilkins B.: Versatile centralized hydraulics can save energy too, The Engineer Survey, No. 10 / 1979, p.18-25.
• 27. Wu Z., Shi Q., Bai P.: Simulation analysis of load sensing system based on AMESim, Construct Mach Equip, No. 44 / 2013.