Straty i sprawność energetyczna silników i układów napędowych

• Autorzy: Paszota Z.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Straty i sprawność energetyczna każdego silnika napędowego muszą być przedstawiane jako funkcje wielkości fizycznych niezależnych od występujących w silniku strat. Takimi wielkościami są prędkość i obciążenie wymagane przez napędzana silnikiem maszynę lub urządzenie, zmieniające się w polu pracy napędu. Prędkość i obciążenie silnika decydują o chwilowej mocy użytecznej silnika oraz w zróżnicowany sposób o występujących w silniku odmianach i wielkościach strat. Tymczasem straty i sprawność energetyczna hydrostatycznych silników i układów napędowych oceniane są przez badaczy i producentów jako funkcje parametrów, które same zależą od strat. Podstawową przyczyną takiej sytuacji jest tradycyjne, szeroko rozpowszechnione i jednocześnie mylne spojrzenie na przebieg mocy w silnikach i w układach napędowych reprezentowane wykresem Sankeya spadku mocy zgodnego z kierunkiem przepływu mocy. Konieczne jest zastąpienie wykresu Sakeya proponowanym wykresem wzrostu mocy w silniku i w układzie napędowym przeciwnego do kierunku przepływu mocy. Proponowane spojrzenie na straty i sprawność energetyczną powinno być zastosowane w rozważaniu wszystkich odmian silników i układów napędowych. Celem artykułu jest pokazanie problemów wynikających z powyższych postulatów na przykładzie pracy silnika wyporowego pracującego w hydrostatycznym układzie napędowym. Aby umożliwić obiektywną ocenę zachowania energetycznego różnych odmian i wielkości silników i układów napędowych, należy opisywać oraz porównywać straty i sprawność energetyczną jako zależne od współczynnika prędkości i współczynnika obciążenia silnika zmieniających się w polu pracy układu napędowego. Przedstawione propozycje otwierają nową perspektywę nieuniknionych badań silników i układów napędowych, umożliwiająca obiektywne porównywanie sprawności energetycznej różnych odmian silników i układów.

Słowa kluczowe

PL

silniki; układy napędowe; straty energetyczne; sprawność energetyczna; zastąpienie wykresu Sankeya; nowe pole badań

EN

engines; drive system; energy losses; energy efficiency; field of research

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 15, nr 5
• Strony: 82--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Paszota Z.

• Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa, Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Paszota Z.: Graficzne przedstawianie mocy strat energetycznych oraz mocy rozwijanych w elementach układu napędu i sterowania hydrostatycznego. Część I – Układy ze sterowaniem dławieniowym szeregowym prędkości silnika hydraulicznego obrotowego. Rozdział w monografii pt.: Badanie, konstrukcja, wytwarzanie i eksploatacja układów hydraulicznych” pod redakcją Adama Klicha, Edwarda Palczaka i Andrzeja Medera. Biblioteka „Cylinder”. Centrum Mechanizacji Górnictwa „Komag”, Gliwice 2008.
• [2] Paszota Z.: Graficzne przedstawianie mocy strat energetycznych oraz mocy rozwijanych w elementach układu napędu i sterowania hydrostatycznego. Część II – Układy ze sterowaniem dławieniowym równoległym i ze sterowaniem objętościowym prędkości silnika hydraulicznego obrotowego. Rozdział w monografii pt.: Badanie, konstrukcja, wytwarzanie i eksploatacja układów hydraulicznych” pod redakcją Adama Klicha, Edwarda Palczaka i Andrzeja Medera. Biblioteka „Cylinder”. Centrum Mechanizacji Górnictwa „Komag”, Gliwice 2008.
• [3] Paszota Z.: Kierunek wzrostu strumienia mocy w układzie napędu i sterowania hydrostatycznego. Graficzne przedstawianie mocy strat energetycznych oraz mocy rozwijanych w elementach układu - Cz. I. Układy ze sterowaniem dławieniowym szeregowym prędkości silnika hydraulicznego obrotowego. „Napędy i Sterowanie”, 10/2008.
• [4] Paszota Z.: Kierunek wzrostu strumienia mocy w układzie napędu i sterowania hydrostatycznego. Graficzne przedstawianie mocy strat energetycznych oraz mocy rozwijanych w elementach układu - Cz. II. Układy ze sterowaniem dławieniowym równoległym i ze sterowaniem objętościowym prędkości silnika hydraulicznego obrotowego. „Napędy i Sterowanie”, 11/2008.
• [5] Paszota Z.: Graphical presentation of the power of energy losses and power developed in the elements of hydrostatic drive and control system. Part I - Rotational hydraulic motor speed series throttling control systems. Polish Maritime Research 3/2008, Vol. 15.
• [6] Paszota Z.: Graphical presentation of the power of energy losses and power developed in the elements of hydrostatic drive and control system. Part II - Rotational hydraulic motor speed parallel throttling control and volumetric control systems. Polish Maritime Research 4/2008, Vol. 15.
• [7] Paszota Z.: Pole pracy układu napędu hydrostatycznego. Rozdział w monografii pt.: „Badanie, konstrukcja, wytwarzanie i eksploatacja układów hydraulicznych” pod redakcją Adama Klicha, Antoniego Kozieła i Edwarda Palczaka. Biblioteka „Cylinder”. Centrum Mechanizacji Górnictwa „Komag”, Gliwice 2009.
• [8] Paszota Z.: Parametry badań sprawności energetycznej pomp i silników hydraulicznych. Pole pracy układu napędu hydrostatycznego. „Napędy i Sterowanie”, 11/2009.
• [9] Paszota Z.: The operating field of a hydrostatic drive system parameters of the energy efficiency investigations of pumps and hydraulic motors. Polish Maritime Research 4/2009, Vol. 16.
• [10] Paszota Z.: Straty energetyczne w silniku hydraulicznym obrotowym - definicje i zależności służące ocenie sprawności silnika i napędu hydrostatycznego. Rozdział w monografii pt.: „Badanie, konstrukcja, wytwarzanie i eksploatacja układów hydraulicznych” pod redakcją Adama Klicha, Antoniego Kozieła i Edwarda Palczaka. Biblioteka „Cylinder 2010”. Instytut Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice 2010.
• [11] Paszota Z.: Modele teoretyczne i matematyczne momentu strat mechanicznych w silniku hydraulicznym obrotowym stosowa¬nym w napędzie hydrostatycznym. Rozdział w monografii pt.: „Badanie, konstrukcja, wytwarzanie i eksploatacja układów hydraulicznych” pod redakcją Adama Klicha, Antoniego Kozieła i Edwarda Palczaka. Biblioteka „Cylinder 2010”. Instytut Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice 2010
• [12] Paszota Z.: Straty energetyczne w silniku hydraulicznym obrotowym - definicje i zależności służące ocenie sprawności silnika i napędu hydrostatycznego. „Napędy i Sterowanie”, 10/2010.
• [13] Paszota Z.: Modele teoretyczne i matematyczne momentu strat mechanicznych w silniku hydraulicznym obrotowym stosowanym w napędzie hydrostatycznym. „Napędy i Sterowanie”, 11/2010.
• [14] Paszota Z.: Energy losses in the hydraulic rotational motor - definitions and relations for evaluation of the efficiency of motor and hydrostatic drive. Polish Maritime Research 2/2010, Vol. 17.
• [15] Paszota Z.: Theoretical and mathematical models of the torque of mechanical losses in a hydraulic rotational motor for hydrostatic drive. Polish Maritime Research 3/2010, Vol. 17.
• [16] Paszota Z.: Napędy hydrostatyczne jako maszyny bezpieczne i energooszczędne. „Napędy i Sterowanie”, 1/2011.
• [17] Paszota Z.: Napędy hydrostatyczne jako maszyny bezpieczne i energooszczędne. Katalog Konferencji Naukowo-Technicznej „Innowacyjne Maszyny i Technologie - Bezpieczeństwo”, Szczyrk, 3-4 lutego 2011.
• [18] Paszota Z.: Hydrostatic drives as safe and energy saving machines. The drive investigation method compatible with the diagram of power increase opposite to the direction of Power flow. Polish Maritime Research 1/2011, Vol. 18.
• [19] Paszota Z.: Theoretical models of the torque of mechanical losses in the pump used in a hydrostatic drive. Polish Maritime Research 4/2011, Vol. 18.
• [20] Paszota Z.: Effect of the working liquid compressibility on the picture of volumetric and mechanical losses in a high pressure displacement pump used in a hydrostatic drive. Part I - Energy losses in a drive system, volumetric losses in a pump. International Scientific-Technical Conference Hydraulics and Pneumatics, Wroclaw, 16-18 maja 2012. Ośrodek Doskonalenia Kadr SIMP - Wroclaw: ODK SIMP we Wrocławiu 2012.
• [21] Paszota Z.: Effect of the working liquid compressibility on the picture of volumetric and mechanical losses in a high pressure displacement pump used in a hydrostatic drive. Part II - Mechanical losses in a pump. International Scientific-Technical Conference Hydraulics and Pneumatics, Wrocław, 16-18 maja 2012. Ośrodek Doskonalenia Kadr SIMP - Wrocław: ODK SIMP we Wrocławiu 2012.
• [22] Paszota Z.: Effect of the working liquid compressibility on the picture of volumetric and mechanical losses in a high pressure displacement pump used in a hydrostatic drive. Part I - Energy losses in a drive system, volumetric losses in a pump. Polish Maritime Research 2/2012, Vol. 19.
• [23] Paszota Z.: Effect of the working liquid compressibility on the picture of volumetric and mechanical losses in a high pressure displacement pump used in a hydrostatic drive. Part II-Mechanical losses in a pump. Polish Maritime Research 3/2012, Vol. 19.
• [24] Paszota Z.: Losses and energy efficiency of drive motors and systems. Replacement of the Sankey diagram ofpower decrease in the direction of power flow by a diagram of power increase opposite to the direction of power flow opens a new perspective of research of drive motors and systems. Polish Maritime Research 1/2013, Vol. 20.