POLJOPRIVREDNA TEHNIKA Godina XXXI Broj 1, decembar 2006. Strane: 101 - 112

Poljoprivredni fakultet

Institut za poljoprivrednu

tehniku

UDK: 631.372:62-585.2

HIDRAULIKI SISTEMI PRENOSA SNAGE U POLJOPRIVREDNOJ TEHNICI

uro Ercegovi, ukan Vuki, Dragia Raievi, Mio Oljaa

Poljoprivredni fakultet - Beograd

Sadraj: Dananji razvoj poljoprivrede karakterie osvajanje i primena novih tehnologija i savremenih tehnikih sredstava koja e obezbediti kvalitetno i ekonomski opravdano obavljanje predvienih tehnolokih operacija, uz to manji utroak energije, ljudskog rada i vremena, ouvanje okoline i obezbeenje humanih uslova za rukovaoce.

Izbor vrste pogona poljoprivrednih maina predstavlja znaajno pitanje koje utie na upotrebnu i trinu vrednost maina. Mehaniki prenosnici snage ne zadovoljavaju sve stroije zahteve za promenom izlaznih parametara ili ova reenja postaju komplikovana i skupa. Zbog toga se savremeni razvoj prenosa snage u poljoprivrednoj tehnici sve vie bazira na hidraulikom prenosu snage.

U radu e biti prikazane varijante hidrostatikog i hidrodinamikog prenosa snage i analiza pogodnosti povezivanja elektromotora i motora SUS sa turbospojnicama i turbomenjaima.

Kljune rei: hidraulika, prenos snage, spojnica, pretvara obrtnog momenta.

UVOD

Najednostavniji nain prenosa energije, koji se moe primeniti kod raznih pogona i maina, je mehaniki prenos preko poluga, vratila, spojnica i zupanika. Sa razvojem tehnike poveavaju se zahtevi pri prenosu energije; zahteva se promenljivost brzine kretanja, obrtnog momenta, broja obrta, periodino prekidno kretanje i dr., u irokom dijapazonu. Ove sloene zahteve u sistemu prenosa snage sa uspehom mogu da ree prenosnici hidraulike energije.

Danas se hidrauliki prenosnici koriste u svim granama industrije, saobraaja i dr. U nekim granama i kod nekih maina su skoro potpuno zamenili klasine prenosnike. iroka primena hidraulikih sistema prenosa snage bazirana je na razvoju pojedinanih komponenti i hidraulikih sistema kao celine, a ubrzano se razvijala klasina, proporcionalna i servohidraulika, uz kombinaciju sa elektronikom, kako bi primena hidraulikih sistema bila optimalna.

Danas veina savremenih poljoprivrednih maina sadri hidraulike komponente. Promenjen je zadatak i uticaj rukovaoca jer je sve vea tenja da se automatizuje sistem prenosa snage, a rukovaoc ima udela samo u kontrolnoj funkciji.

uro Ercegovi, ukan Vuki, Dragia Raievi, Mio Oljaa 102

SISTEMI PRENOSA SNAGE

Hidraulini prenosnik predstavlja ureaj u kome se pomou fluida prenosi energija sa jednog mesta na drugo. Ali u ovom ureaju se obavljaju i druge funkcije: transformacija jednog oblika energije u drugi, regulacija protoka, pritiska i smera kretanja fluida. Svaki hidrauliki sistem se sastoji iz tri osnovne grupe elemenata:

Pogonskog agregata; Upravljako regulacionih elemenata; Izvrnog organa (jednog ili vie).

"Izvor" energije Motor sa unutranjim sagorevanjem, elektromotor ili drugi agregat Pogonski

agregat Pretvara energije Zapreminska pumpa, krilna, klipna, zavojna ili dr. konstrukcije

Upravljako-regulacioni elementi

Razvodnik, ventil za regulaciju pritiska, ventil za regulaciju protoka i dr. elementi

Pretvara energije Hidrauliki motor: linearni, rotacioni ili oscilatorni Izvrni

organ Korisnik energije Proizvodna maina, transportno sredstvo, poljoprivredna maina ili drugo

Sl. 1. Principijelna blok ema hidraulikog sistema

S obzirom na nain prenosa i transformaciju energije fluida razlikuju se dve vrste prenosa: hidrostatiki i hidrodinamiki.

Hidrostatiki prenos ostvaruje se prenosom pritiska u jednom zatvorenom strujnom kolu, izmeu pumpe koja mehaniku energiju transformie u energiju pritiska i motora, koji energiju pritiska transformie u mehaniki rad. Pri ovom prenosu fluid mora da bude nestiljiv da u prenosu ne bi nastupila promena, iz ega proizilazi korienje hidraulikog ulja odgovarajueg viskoziteta, kao najpovoljnijeg fluida za hidrostatiki prenos snage, slika 2.

1-Dizel motor, 2-Reduktor, 3-Hidro pumpe, 4-Hidro motori+pl. reduktor,

5-Hidro pumpa za upr.sis., 6-Hidro cilindri za uprav., 7-Hidro cilindar doz.das., 8-Ventili Sl. 2. Hidrostatiki prenos snage

Hidrauliki sistemi prenosa snage u poljoprivrednoj tehnici 103

Hidrostatiki prenos snage zahteva zatvoreno fluidno kolo pumpa - motor. Da bi se mehanika energija transformisala u pritisak potrebno je zaptivanje metalnih delova pumpe i visok kvalitet obrade. Da bi se energija pritiska transformisala u mehaniku energiju motor treba da bude dobro zaptiven i sa visokim kvalitetom obrade. Treba imati u vidu da radi efikasnosti transformacije veih snaga treba ii na visoke pritiske, to u praksi predstavlja ozbiljan nedostatak primene hidrostatikog pogona.

Hidrodinamiki prenos za prenos ener-gije koristi kinetiku energiju mase fluida u nekom primarnom rad-nom kolu - pumpa, koja se usporava u sekundar-nom radnom kolu - turbina. Mehaniki rad u pumpi se transformie ubrzavanjem fluida u kinetiku energiju koja se usporavanjem fluida u turbini ponovo pre-tvara u mehaniki rad, slika 3.

Hidrodinamiki prenos ne zahteva potpuno zatvoreno fluidno kolo, jer izmeu

pumpe i turbine postoji odreen procep, pa je trenje svedeno na trenje tenosti pri proticanju. Kvalitet obrade nije najvaniji uslov za ovu vrtu prenosa, a snaga koja se moe preneti je praktino ograniena jedino izdrljivou materijala.

Na slici 4 prikazano je uporeenje hidrostatikog i hidrodinamikog prenosa snage. Sa dijagrama se zakljuuje da hidrostatiki prenos ima povoljniji oblik krive stepena korisnosti. Prednost hidrodinamikog prenosa je u tome to se moment i broj obrta automatski prilagoavaju radnim uslovima, dok se kod hidrostatikog prenosa regulacija mora vriti spoljim impulsima. Automatsko prilagoavanje radnim uslovima omoguava elastinost hidrodinamikog prenosa to predstavlja prednost u primeni, naroito kod estih promena radnih uslova.

Ako se uporede ova dva sistema prenosa snage na bazi gabarita moe se zakljuiti da pri prenosu malih snaga prednost ima hidrostatiki prenos. Snaga hidrodinamikog prenosa je, pri odreenoj specifinoj teini fluida i broju obrta, zavisna od petog stepena prenika (M=cD5n2), tako da je pri prenosu velikih snaga poveanje prenika minimalno. Iz ovog jasno proizilazi da je prednost hidrodinamikog prenosa samo pri velikim snagama, a da za male snage prednost poseduje hidrostatiki prenos.

Meutim, opti zakljuak o prednosti jednog ili drugog sistema moe se doneti kada se uzmu u obzir prikazani faktori, kao i niz drugih: ponaanje u eksploataciji, vek trajanja, uslovi odravanja i rukovanja, nain izrade i dr. to se tie komplikovanosti proizvodnje prednost imaju hidrodinamiki agregati i elementi, jer ne zahtevaju vrlo kvalitetnu obradu. Eksploatacija i rukovanje su laki sa elementima hidrodinamikog prenosa, koji ne zahtevaju posebnu negu i odravanje, to je kod hidrostatikog prenosa od sutinske vanosti za vek agregata i elemenata.

Sl. 3. Princip hidrodinamikog prenosa snage

uro Ercegovi, ukan Vuki, Dragia Raievi, Mio Oljaa 104

HIDROSTATIKA HIDRODINAMIKA Menja Menja Spojnica

Upravljanje spolja

Automatsko prilagoavanje M2=f (n2) Elastinost

Automatsko prilagoavanje, klizanje, proporcionalno optereenju. Regulacija broja obrta promenom punjenja ili priguenjem.

Sl. 4. Uporeenje hidrostatikog i hidrodinamikog prenosa snage to se tie proizvodnje i primene u svetu postoje pristalice oba sistema, a inercija

postojee proizvodnje esto je presudna u opredelenju za neku primenu. Teko je na primer primeniti hidrostatiki prenos kod dizel lokomotiva, mada neke firme (vajcarska firma "VON ROLL") ugrauju prenosnike sa pumpama i motorima klipnog tipa. Slina je situacija kod prenosa snage kod traktora. Prema nekim autorima smatra se da vie odgovara primena hidrostatikog prenosa, ali polazei jedino od teorijskih mogunosti hidrostatikog i hidrodinamikog prenosa. Praktina reenja u ovoj oblasti su sve vie hidrodinamikog karaktera. Treba istai da su kod malih transportnih sredstava za unutranji transport (viljukari i sl.) u primeni ee reenja sa hidrostatikim prenosom, koja ovde imaju oiglednu prednost.

Prema tome, opti zakljuak bi bio da, posmatrano u najirim uslovima primene i na dananjem nivou tehnike, hidrodinamiki prenos ima minimalnu prednost, nad hidrostatikim. Ima sluajeva gde je prednost hidrostatikog prenosa izrazita, a primena neminovna. To znai da ova dva tipa prenosa snage pomou fluida, funkcionalno razliita, ne iskljuuju jedan drugog, i da se oblasti primene preklapaju.

PRIMENA HIDRODINAMIKIH SPOJNICA

Hidrodinamika spojnica je najprostiji agregat hidrodinamikog prenosa snage, a

sastoji se iz dva osnovna hidraulika elementa: radnog kola pumpe i radnog kola turbine, slika 5.

Snaga se sa vratila radnog kola pumpe, koje je vezano za pogonski agregat, prenosi na vratilo radnog kola turbine koje je vezano za gonjeni agregat (mainu), preko tenosti koja struji u radnim kolima. Oblik radnih kola je takav da omoguava zatvoreni krug cirkulacije tenosti iz radnog kola pumpe u radno kolo turbine. To obezbeuje efikasan

Hidrauliki sistemi prenosa snage u poljoprivrednoj tehnici 105

nain "elastinog" prenosa snage sa pogonskog na gonjeni agregat (mainu), tako da koeficijent prenosa snage iznosi = 0,95 do 0,98.

Oblast primene treba da bude odabrana tako da klizanje bude dovoljno malo odnosno da bude to vei. Ako je klizanje jednako nuli (n1=n2) nema prenoenja momenta. Moment kod hidrodinamikih spojnica (kao kod svih turbomaina) jednak je proizvodu protone mase u sekundi i razlike proizvoda poluprenika i projekcije apsolutne brzine fluida na pravac obimne brzine na ulazu i izlazu iz radnog kola. U sluaju da je broj obrta radnog kola pumpe i turbine jednak pritisak tenosti u oba kola spojnice bi se izjednaio i ponitio, tj. ne bi se mogao preneti moment.

ZAJEDNIKI RAD ELEKTROMOTORA I HIDRODINAMIKE SPOJNICE

Zajedniki rad elektromotora i hidrodinamike spojnice

moe predstavljati dobro tehniko reenje. Osnovni zahtev koji se pri tome postavlja jeste brzo postizanje startnog momenta kako bi se to bre prelo iz oblasti velikih polaznih struja i velikog zagrevanja elektromotora u oblast stabilnog rada. To se postie posebnim konstrukcionim reenjem sa komorom i pretkomorom, ime se obezbeuje da zavisnost momenta koji moe preneti spojnica od veliine klizanja pri konstantnom pogonskom broju obrtaja ima oblik poloene parabole, to odgovara navedenom zahtevu. Na slici 6 prikazan je tipian oblik te karakteristike.

Prilikom putanja u rad elektromotornog pogona sa hidrodinamikom spojnicom, kada klizanje dostigne vrednost od oko 10-15% moment se dri na konstantnoj vrednosti i kada se radna maina priblii konanom broju obrtaja moment opada i broj obrtaja raste do radne brzine koja odgovara stabilnom radu elektromotornog pogona. Primena hidrodinamike spojnice prua niz pogodnosti od kojih su najvanije:

neoptereenost motora u trenutku startovanja to ima za posledicu smanjenje polaznih struja i dobro hlaenje;

mogunost primene jeftinih i prostih elektromotora (kavezni asinhroni motori) i ostale elektrine opreme uz zadovoljavajuu pogonsku pouzdanost i sigurnost;

uspeno pokretanje elektromotora i pri znaajnim padovima napona u mrei; mogunost podeavanja maksimalnog momenta sa promenom punjenja u irokim

granicama; uravnoteenje kod svih vrednosti obrtnog momenta; dobre pogonske osobine elektromotora u sluaju moguih smetnji u radu; sopstvena mogunost uravnoteenja kod viemotornog pogona.

Sl. 5. ema hidrodinamike spojnice: P - pumpno radno

kolo; T - turbinsko radno kolo

Sl. 6. Karakteristika momenta

hidrodinamike spojnice

uro Ercegovi, ukan Vuki, Dragia Raievi, Mio Oljaa 106

ZAJEDNIKI RAD MOTORA SUS I HIDRODINAMIKE SPOJNICE

Slika 7 prikazuje karakteristiku zajednikog rada dizel motora sa unutranjim sagorevanjem i hidrodinamike spojnice. Levo je prikazan dijagram momenta koji spojnica moe da prenese, pri konstantnom broju obrtaja u zavisnosti od klizanja. Na desnom dijagramu dat je moment motora SUS zavisnosti od broja obrtaja. Parabole u ovom dijagramu su linije momenta koje spojnica moe da prenese pri razliitim vrednostima klizanja. Dijagram daje jasnu smernicu u projektovanju ugradnje hidrodinamike spojnice za prenos snage kod motora SUS.

Sl. 7. Karakteristika zajednikog rada motora SUS i hidrodinamike spojnice

U presenoj taki A, pri punom optereenju motora, spojnica mora da prenese

potreban moment. Kod praktino najmanjeg mogueg klizanja (~2%), hidrodinamika spojnica treba da radi pod stalnim optereenjem do take B, koja se nalazi u preseku krive sa 6% klizanja i granine linije dozvoljene temperature radnog fluida. Pri porastu optereenja, taka B sa 100% klizanja, pri punom optereenju, mora leati na liniji momenta pri punom optereenju, ali sa dovoljnim brojem obrta da se motor ne ugasi. Oblast od 6% do 100% klizanja, zbog temperaturske granice, ne sme biti oblast trajne primene motora. Karakteristina je taka startnog momenta (taka kod ~18% klizanja, koja mora leati u oblasti krive momenta pri punom optereenju, da ne bi dolo do prestanka rada, odnosno do "guenja" motora. Taka startnog momenta pri praznom hodu je znaajna, naroito ako ne postoji sigurnosna spojnica na maini. U tom sluaju, obzirom da je moment motora vei, maina se moe zaustaviti prebacivanjem na prazan hod. Deo energije koji spojnica pri tome troi minimalan je i u dozvoljenim granicama, ako je ona pravilno odabrana i dimenzionisana.

Prednosti veze motora SUS sa hidrodinamikom spojnicom, u odnosu na klasinu - mehaniku vezu su znaajne. Poznato je da motor SUS moe tek pri znatno veem broju obrta motora, u odnosu na broj obrta praznog hoda, preneti moment potreban za pokretanje motornog vozila, traktora, bagera, i sl. Ovaj problem se, sa klasinom spojnicom na principu trenja, reava na sledei nain: kod startovanja, kada motor postigne potreban broj obrta, paljivim "otputanjem" spojnice (odnosno poveanjem trenja) prenosi se momenat na vozilo sve dok se ono dovoljno ne ubrza i ostvari prenos vrste veze. Ovo zahteva paljivo rukovanje, jer prebrzo otputanje spojnice, ili neki dodatni otpor moe da predstavlja izuzetan problem. Kod pogona motornog vozila, traktora, bagera, i dr., radi prilagoavanja uslovima rada obino je ugraen i mehaniki

Hidrauliki sistemi prenosa snage u poljoprivrednoj tehnici 107

menjaki prenosnik. Spojnica ovde ima zadatak prekida prenosa snage pri promeni stepena prenosa. Ovi nedostaci mogu se otkloniti ugradnjom hidrodinamike spojnice, koja tek pri velikom broju obrta dobija potrebnu "propusnu mogunost".

Ostale prednosti zajednikog rada motora SUS i hidrodinamike spojnice su sledee: Kod nedovoljno paljivog rukovanja vozilom, traktorom i dr. nije mogue

preopteretiti motor i prouzrokovati prestanak njegovog rada; Mogue je preneti punu vunu silu motora na zakoeno vozilo u startu, preko

pedale gasa poveanjem broja obrta, i na taj nain polazak na usponu ili sa dodatnim poetnim otporima je bezopasan;

Startovanje je mogue kod bilo koje brzine vozila; Kod estog zaustavljanja nije potrebno iskljuivanje prenosa; "Meka" vonja koju omoguava hidrodinamika spojnica titi motor i ostale

delove vozila od preteranog istroenja delova.

PRIMENA HIDRODINAMIKIH PRETVARAA MOMENTA

Hidrodinamiki pretvara momenta je turbomaina namenjena za prenos i transformaciju snage obrtnog kretanja posredstvom ulja koje cirkulie kroz strujni prostor radnih kola. Prenos snage se vri bez krute veze i mehanikog dodira pogonskog i gonjenog vratila. Promena izlaznog momenta i broja obrta vri se kontinualno i potpuno automatski, zavisno od optereenja izlaznog vratila. Na slici 8 prikazana je ema, a na slici 9 dijagram rada jednog hidrodinamikog pretvaraa momenta.

Sl. 8. Principijelna ema hidrodinamikog pretvaraa momenta: P - pumpno radno

kolo;T - turbinsko radno kolo; R - reaktorsko kolo

Glavni delovi hidrodinamikogpretvaraa momenta su lopatina radnakola: pumpno, turbinsko i sprovodno ilireaktorsko. Meulopatini prostoriradnih kola su postavljeni tako da inezatvoren sistem - cirkulacioni radni prostor i ima oblik torusa. Iz dijagramase vidi da je stepen korisnostipromenljiv i njegov maksimum se,kod izvedenih konstrukcija, kree od0,8 do 0,9.

Sl. 9. Dijagram rada hidrodinamikog pretvaraa

momenta: M1 - ulazni moment; M2 - izlazni moment; - stepen korisnosti

uro Ercegovi, ukan Vuki, Dragia Raievi, Mio Oljaa 108

Hidrodinamiki pretvarai momenta se mogu svrstati u nekoliko grupa: prosti, sl. 10a, kod kojih je reaktorsko kolo vrsto vezano za kuite prenosnika; kompleksni, sl. 10b, kod kojih je reaktivno kolo preko jedne spojnice (JS) spojeno sa kuitem i pretvarai sa vie reaktorskih kola, sl. 10c.

Sl. 10. Razliiti tipovi hidrodinamikih pretvaraa momenta

PROZRANOST HIDRODINAMIKIH PRETVARAA MOMENTA

Poveanje optereenja na vratilu turbine uslovljava smanjenje brzine obrtanja njenog vratila. Brzina dostie vrednost nt = 0, pri maksimalnom obrtnom momentu na vratilu turbine. Kod razliitih konstruktivnih reenja ovo se na poseban nain odraava na vratilo pumpnog kola i na optereenje pogonskog motora.

Prva grupa hidrodinamikih pretvaraa. Promena momenta na vratilu turbinskog kola nema uticaja na veliinu momenta pumpnog kola i on ostaje konstantan:

0nM

p

p =

Ovi hidrodinamiki pretvarai obezbeuju potpuno nezavisan rad pogonskog motora u odnosu na optereenje vratila turbine, odnosno radne maine, i nazivaju se "neprozrani".

Druga grupa hidrodinamikih pretvaraa. Moment pumpnog kola menja se u zavisnosti od optereenja turbinskog kola i nazivaju se "prozrani". Kod ove grupe pretvaraa postoje tri sluaja:

I. 0nM

p

P "obrnuto prozraan"

III. p

P

nM < > "kompleksno prozraan"

Stepen prozranosti ocenjuje se preko koeficijenta prozranosti, koji se odreuje kao odnos momenta pumpe pri zaustavljenoj turbini (nt=0) prema momentu pumpe jednakom momentu turbine (Mp=Mt). Za sluaj "neprozranog" menjaa koeficijent prozranosti p=1, za sluaj "prozranog" menjaa sa direktnom prozranou p>1, a za sluaj "obrnuto prozranog" menjaa p

Hidrauliki sistemi prenosa snage u poljoprivrednoj tehnici 109

Prozranost turbomenjaa je ustvari njegova sposobnost da savladava promenljive otpore pri kretanju vozila, s tim da promeni reim rada motora (broj obrta) i optereenja pri istom poloaju papuice za "gas". To znai da, ukoliko je vea "prozranost" turbomenjaa utoliko su ire mogunosti korienja reima rada motora pri nepromenjenom poloaju papuice za gas. Proizilazi zakljuak da se "neprozrani" turbomenjai primenjuju za pogon maina sa stacionarnim reimom rada, a "prozrani" i "kompleksno prozrani" na manama sa irokim opsegom promena otpora i brzine, na motornim vozilima (traktorima).

Prednosti prenosa snage preko hidrodinamikog pretvaraa u odnosu na klasini (mehaniki) prenos su sledee:

Hidrodinamiki pretvara olakava upravljanje. Vozilo sa ovim pretvaraem automatski vri promenu brzine u jednoj oblasti brzina, a promena stepena prenosa je automatska, tako da rukovaoc odabira brzinu kretanja samo preko pedale za gas;

Olakano je koenje vozila, jer nije potrebno iskljuivati frikcionu spojnicu, dovoljno je pritisnuti pedalu konice da bi se vozilo zaustavilo, dok motor i dalje radi;

Hidrodinamiki pretvara momenta odrava rad motora dovoljno blisko optimalnom reimu. Pravilnim izborom pretvaraa, za odreen motor, mogue je postii da motor radi u priblino optimalnom radnom reimu, to povoljno utie na vune karakteristike, potronju goriva i vek motora;

Hidrodinamiki pretvarai vre blagi - bezudarni prenos snage i priguuju oscilacije. Ovo omoguuje izbegavanje nepotrebnog predimenzionisanja svih elemenata koji prenose snagu, to smanjuje teinu i cenu vozila i poveava udobnost vonje;

Hidrodinamiki pretvara poboljava vune karakteristike vozila i radne karakteristike radnih maina. Vozilo opremljeno sa hidrodinamikim pretvaraem moe u svakom reimu rada da koristi punu snagu motora i imae bolje radne karakteristike od odgovarajue maine sa istom snagom motora ali opremljene klasinim prenosom. Ispitivanja su pokazala da traktor guseniar sa hidrodinamikim pretvaraem, pri operaciji planiranja terena na raspolaganju ima do 20% veu snagu od traktora sa mehanikim prenosom;

Hidrodinamiki pretvara poveava vek trajanja svih delova koji prenose snagu. Prema podacima firme "Allison" - SAD, hidrodinamiki pretvara momenta poveava vek trajanja motora za 47%, zupastog prenosa menjaa za 400% i diferencijala za 93%;

Uvoenje hidrodinamikog prenosa snage ublauje, a negde i sasvim reava, problem rezervnih delova, koji je izuzetno vaan u mehanizaciji poljoprivrede, graevinarstvu, itd.

Najvei nedostatak hidrodinamikog pretvaraa momenta je nii stepen korisnosti od mehanikog, ali se to moe prihvatiti, s obzirom na njegove ostale prednosti. Usavravanjem hidrodinamikih prenosnika postiu se sve vei stepeni korisnosti.

ZAJEDNIKI RAD MOTORA SUS I HIDRODINAMIKOG

PRETVARAA MOMENTA Za usaglaavanje parametara radne maine sa karakteristikama pogonskog motora

SUS znaajne pogodnosti prua primena hidrodinamikog pretvaraa momenta (turbomenjaa). Hidrodinamike pretvarae momenta mogue je primeniti u sprezi sa oto i dizel motorima. Da bi se dobila karakteristika zajednikog rada motora SUS sa hidrodinamikim pretvaraem momenta, potrebno je usaglasiti karakteristiku motora SUS sa karakteristikom pumpnog kola. Take preseka ovih karakteristika daju karakteristiku zajednikog rada.

uro Ercegovi, ukan Vuki, Dragia Raievi, Mio Oljaa 110

Na slici 11 prika-zana je karakteristika motora sa krivama obrt-nog momenta pumpnog kola hidrodinamikog pretvaraa momenta. Krive Mp su prikazane za prenosni odnos ih=0,4 do ih=0,9 i odreuju zajedniki rad motora i kola hidrodinamikog pretvaraa momenta.

Neki tipovi pretva-raa momenta imaju osobinu da, promenom broja obrta turbinskog kola, pri stalnom broju obrta kola pumpe, izlazni momenat ostaje isti. Motor SUS koji radi sa ovakvim pretvara-em, radie u istom reimu bez obzira na optereenje izlaznog momenta. Reim rada motora u ovom sluaju mogue je menjati samo regulacijom dovoda goriva.

Postoje i tipovi pretvaraa kod kojih, pri konstantnom ulaznom broju obrta, izlazni moment zavisi od izlaznog broja obrtaja.

Na slici 12 prikazane su karakteristike rada jednog hidrodinamikog pretvaraa momenta, snimane pri konstantnom ulaznom broju obrtaja np=const. Na apscisu je nanet odnos broja obrta kola turbine i pumpe, i=nt/np. Kriva predstavlja odnos izlaznog i ulaznog momenta; K=Mt/Mp i naziva se koeficijentom transformacije.

Iz dijagrama se vidi da je pri ukoenom izlaznom vratilu (i=0) izlazni moment 3,6 puta vei od ulaznog, odnosno K0=3,6. Pokretanjem i ubrzavanjem izlaznog vratila, odnosno porastom obrtnog momenta, kontinualno opada i izlazni moment, tako da se negde oko i=0,9 izjednauje sa ulaznim momentom, kada je K=1.

Sl. 11. Karakteristike zajednikog rada turbomenjaa i oto motora:

a-neprozranog; b-prozranog sa direktnom prozranou; c-prozranog sa obrnutom prozranou; d-kompl. prozraan

Sl. 12. Karakteristike rada hidrodinamikog pretvaraa momenta

Hidrauliki sistemi prenosa snage u poljoprivrednoj tehnici 111

Promena stepena korisnosti data je u funkciji prenosnog odnosa. Kriva stepena korisnosti polazi od nule, sa porastom prenosnog odnosa stepen korisnosti raste i oko i=0,65 dostie maksimum. Posle preenog maksimuma stepen korisnosti opada, a zatim opet raste. Ova pojava je specifina za pretvarae sa pokretnim reaktorima. Kriva se naziva faktorom momenta i definisana je izrazom:

22 DngM

= i menja se u funkciji prenosnog odnosa.

Na slici 13. prikazan je dijagram zajednikog rada turbomenjaa i motora SUS. Na slici po "a" prikazan je dijagram turbomenjaa. Neka je ulazni broj obrta n1=const. Vrednosti faktora momenta iz dijagrama pod "a" prenose se u dijagram pod "b" na vertikalu n1=const. Poto je ulazni moment srazmeran kvadratu ulaznog broja obrta, kroz dobijene take na vertikalu n1=const. prolaze kvadratne parabole (u dijagramu prikazane samo tri parabole, sve ostale se nalaze izmeu njih). Kroz taku, koja odgovara faktoru momenta pri i=0, prolazi startna parabola sa i0, kroz taku koja odgovara maksimalnoj vrednosti faktora momenta parabola,koja se naziva nominalna i obeleena je sa ix, a kroz taku koja odgovara faktoru momenta u trenutku prelaska rada pretvaraa na reim spojnice prolazi parabola is. Presene take krive momenta motora Me sa parabolama pretvaraa su A, B i C.

Sl. 13. Dijagrami zajednikog rada turbomenjaa i motora SUS

Prilikom starta vozila, kada je izlazno vratilo ukoeno, pretvara e raditi po startnoj paraboli i0, a motor e raditi u reimu koji odgovara taki A (presek startne parabole i krive momenta motora). Poveanjem brzine vozila poveava se i faktor momenta od 0 do max i pretvara postepeno prelazi sa startne parabole i0 na nominalnu parabolu ix, odnosno motor se usporava po luku AB. Daljim porastom prenosnog odnosa, opada faktor momenta, a pretvara postepeno prelazi od nominalne parabole ix do parabole spojnice is, odnosno motor radi po luku BC na krivoj momenta. "Neprozrani" pretvara u dijagramu imae liniju faktora momenta = const. i pri bilo kom prenosnom odnosu u zajednikom radu pretvara e raditi samo po jednoj paraboli. Dobijanje krive za "prozrani" pretvara neto je komplikovaniji.

Kakva e biti kriva izlaznog momenta zavisi od karakteristika motora. Pozitivne karakteristike "prozranog" pretvaraa bie izraenije sa motorom koji ima krivu momenta veeg nagiba. Koji e pretvara biti odabran, zavisi od namene vozila, odnosno od karakteristika vue koje to vozilo treba da ima.

uro Ercegovi, ukan Vuki, Dragia Raievi, Mio Oljaa 112

ZAKLJUAK

Analiza mogunosti primene i prednosti koje pruaju hidrauliki sistemi prenosa snage za pogonske i radne maine u poljoprivredi i slinim oblastima (graevinarstvo, umarstvo) ukazuje na perspektivnost i savremenost njihove primene. Zbog znaajnih prednosti prenosa snage pomou hidraulikih sistema veliki broj proizvoaa poljoprivrednih maina u svetu danas primenjuju ova reenja. Danas je sve vei broj korisnika poljoprivrednih maina koji su shvatili pogodnosti i prednosti ovih sistema prenosa i trae poljoprivredne maine sa hidraulikim prenosom snage.

LITERATURA

[1] Crnojevi C.: Klasina i uljna hidraulika, II izdanje, Mainski fakultet, Beograd, 2003. [2] Keli V.: Hidroprenosnici, udbenik, Nauna knjiga, Beograd, 1999. [3] Krishman R.: Electric Motor Drives, Prentice Hall, 1989. [4] Krishman R.: Electric motor drives, Prentice Hall, 1998. [5] Krsmanovi Lj.: Hidrodinamiki prenosnici snage, Mainski fakultet, Beograd, 1989. [6] Krsti B.: Hidrodinamiki prenosnici snage u agregatima motornih vozila, monografija,

Mainski fakultet, Kragujevac, 2003. [7] Oljaa M., Raievi D.: Mehanizacija u melioracijama zemljita, udbenik, Poljoprivredni

fakultet, Beograd, 1999. [8] Prasuhu A.M.: Fundamentals of hidraulic Engineering, Oxford University Press, 1987. [9] Repi N.: Prenosnici snage i kretanja, Mainski fakultet, Sarajevo, 1999. [10] Savi V.: Uljna hidraulika I, udbenik, izdava Dom tampe, Zenica, 1985. [11] Vukovi V.: Elektrini pogoni, Elektrotehniki fakultet, Beograd, 1997. [12] www.marzocchi.com [13] www.powercomponents.cnh.com

HYDRAULIC TRANSMISSION SYSTEMS IN AGRICULTURAL TECHNICS

uro Ercegovi, ukan Vuki, Dragia Raievi, Mio Oljaa Faculty of Agriculture - Belgrade

Abstract: Current development of agriculture is being determined with research and implementation of new technologies and modern technical appliances which will be able to provide quality and economically approved application for all technological operations all mentioned, with the least possible consumption of energy and human resource and engagement, as well as to achieve environment preservation, and provide healthy working conditions.

One of the most important matters, from the aspect of usage and market value of agricultural machinery and the others working machines, is the choice of propulsion. Mechanical power transmission does not satisfy newly established conditions for changes in output parameters, or these solutions are becoming too complex and expansive. Therefore, power transmission in agricultural technics is often based on hydraulic transmission systems.

In this work will be presented new solutions for hydrostatical and hydrodynamical power transmission, and applycability analysses of connection between electric motor and internal combustion engine with turbojoints and turbotransmiters. Key words: hydraulic, power transmission, clutch, conduktor joint, momentum

of revolution convertor.

PT_01-2006 111PT_01-2006 112PT_01-2006 113PT_01-2006 114PT_01-2006 115PT_01-2006 116PT_01-2006 117PT_01-2006 118PT_01-2006 119PT_01-2006 120PT_01-2006 121PT_01-2006 122