Idraulica del Veicolo - Prof. Massimo Borghi
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Idraulica del Veicolo - Prof. Massimo Borghi
Centro Interdipartimentale per la Ricerca Applicata e i Servizi nel Settore della Meccanica Avanzata e della Motoristica Unità Operativa di Ricerca 1.1 AUREUM Laboratorio di Idraulica del Veicolo LAB. IDRAULICA DEL VEICOLO Team Leader Prof. Ing. Massimo Borghi Team Ing. Barbara Zardin Ing. Francesco Pintore, Ing. Emiliano Specchia, Ing. Alessandro Benevelli. AGENDA • Team • Off-Road Vehicles: Energy Saving, Fuel Economy, Performances, Safety, Comfort – Hydraulic Systems alternative circuit architectures electronic control integration – Hydraulic Components pumps and motors efficiency variable displacement pumps 2 TEAM Barbara Zardin 2010 - Ricercatore a tempo indeterminato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Civile di Modena, Laboratorio di idraulica del Veicolo 2008 - Dottorato in Ingegneria delle Macchine e dei Sistemi Energetici, Università di Bologna 2003 - Laurea in Ingegneria Meccanica presso l’Università degli Studi di Modena Francesco Pintore 2010 - Laurea in Ingegneria Meccanica presso Università degli Studi di Modena; 2011- Dottorando di Ricerca presso Scuola di Dottorato “High Mechanics and Automotive Design & Technology”, indirizzo “Meccanica avanzata e tecniche del veicolo”. Alessandro Benevelli 2010 - Laurea in Ingegneria Meccanica presso Università degli Studi di Modena 2011 - Assegno di ricerca presso Centro Interdipartimentale INTERMECH-MORE dell’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia “Generazione e validazione sperimentale di modelli di componenti e di sistemi idraulici a basso consumo energetico per impiego veicolistico”. Emiliano Specchia 2008 - Laurea in Ingegneria Meccanica presso Università degli Studi di Modena 2009 - Dottorando Iscritto alla Scuola di Dottorato “High Mechanics and Automotive Design & Technology”, Metodi di Simulazione e Progettazione Meccanica 3 Energy Saving in Mobile Hydraulics alternative architectures vs. hydraulic load sensing LAB. IDRAULICA DEL VEICOLO Alternative architecture for lower energy dissipation: 2 electronically controlled independent proportional valves Test on auxiliary utilities circuit of a for user, electronically controlled tractor , use of a front loader As a result of the first energetic analysis: variable displacement pump 36% Of Power Saved for Electronic Flow PROS Matching Independent Metering Arch. ECU manages 25% Of Power Saved forAn Electronic Load with an no local compensators, no multiple the pump Sensing Independentopportune Metering strategy Arch. paths CONS and the valves independent metering, flexible management strategy high number of sensors response of valves and pump (damping, delay, management of overruning loads oscillation) Partners: CRF-CNH-EATON-CARER 4 Energy Saving in Mobile Hydraulics alternative architectures vs. hydraulic load sensing LAB. IDRAULICA DEL VEICOLO ECU Strategy Evolution Closed-loop pressure and flow rate control Partners: CRF-CNH-EATON-CARER 5 Energy Saving in Mobile Hydraulics alternative architectures vs. hydraulic load sensing LAB. IDRAULICA DEL VEICOLO Test of the IM valve Pressure Chart by Test Bench 150 Metering Performance Pm Pr P1 P2 Ps 100 120 [bar] Increasing Demand Falling Demand 100 Commercial IM Valve 50 0 80 Q [l/min] -50 0 10 20 30 60 40 50 t [s] Piston Position 60 70 80 300 40 Pos Pos.f 200 [mm] 20 100 0 0 -20 -100 0 500 1000 1500 2000 2500 LVDT [um] 3000 3500 4000 0 10 20 30 40 t [s] 50 60 70 80 Modelling of the IM valve and integration in the global architecture Partners: CRF-CNH-EATON-CARER 6 Energy Saving in Mobile Hydraulics Pumps/Motors Efficiency LAB. IDRAULICA DEL VEICOLO Analysis of the Lubrication Mechanism within the Gaps to determine volumetric and mechanical efficiency to have a design tool for the optimization of efficiency Axial Piston Swashplate Pump/Motor Numerical procedure to determine the gaps height, tilt and the pressure distribution in the gap viscous forces, and leakages Partners: POCLAIN 7 Energy Saving in Mobile Hydraulics Variable Displacement Pumps Variable Displacement with Pressure Compensator LAB. IDRAULICA DEL VEICOLO Step Response Bode Diagram 20 1.8 0 1.6 -20 1.4 Magnitude (dB) FFTCalcolata -40 FFTManring 1.2 Amplitude -60 -80 0 1 0.8 FFTCalcolata FFTManring Phase (deg) -45 0.6 -90 0.4 -135 0.2 -180 0 10 1 2 10 10 Frequency (rad/sec) 3 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Time (sec) Partners: CRF-CNH-EATON-CARER-POCLAIN 8