Hidrolik Motorlar Hidrolik motorlar, hidrolik enerjiyi, mekanik enerjiye çevirmek için kullanılır. Hidrolik pompalarda olduğu gibi, çeşitli tip ve tasarımlarda hidrolik motorlar vardır. Tek başına, beklentilerin tamamını optimum bir şekilde karşılayabilecek bir motor olmadığı için aşağıdaki kriterlere göre sisteme en uygun motor seçilir. Ahmet İpek / İzmir Şube Yöneticisi/ HİDROPAKS Hız Hem çok düşük hızlarda, hem de 1000 D/dak nın üstündeki yüksek hızlarda çalışabilen motorların sayısı birkaç taneyi geçmez. Bu nedenle hidromotorlar, yüksek hız, (n=500 ila 10000 D/dak ya kadar) motorları ve düşük hız (n=0 ila 500 D/dak ya kadar) motorları şeklinde sınıflandırılabilirler. Moment Motor tarafınca üretilen moment, motorun deplasmanına ve motordaki basınç düşümüne bağımlıdır. Düşük hız motorları, düşük hızlarda yüksek moment üretecek şekilde tasarlanmışlardır. Bu LSHT diye adlandırılan (İngilizce düşük hız-yüksek moment deyiminin baş harflerinden oluşturulmuş) motorlar ilerde ayrı bir bölümde işlenecektir. Güç Çıkışı Motorlar tarafınca üretilen güç, debiye ve motordaki basınç düşümüne bağımlıdır. Güç, basınç ile orantılı olduğu için; yüksek basınçlı motorlar, yüksek güç çıkışı gerektiren uygulamalar için uygundur. 2.Temel Tasarım Şekil1: Dişli motor 20
Şekil 2: Çemberdişli veya episiklik dişli motor Şekil 3: Paletli motor Şekil 4: İçten kamlı radyal pistonlu motor Şekil 5: Dıştan kamlı çok stroklu radyal pistonlu motor Şekil 6: Eğik eksen prensipli eksenel pistonlu motor Şekil 7: Eğik disk prensipli eksenel pistonlu motor Şekil 8: Döner gövdeli çok stroklu eksenel pistonlu motor Şekil 9: Döner şaftlı çok stroklu pistonlu motor 3.Çalışma Prensipleri 3.1 Dişli Motorlar Dişli motorlar, tasarım olarak dişli pompalara çok benzer. Aralarındaki fark basınç alanları ve de değişken dönüş yönüne göre tasarlandıkları için gövdelerinde sızıntı portu olmasıdır. Hidrolik motorlardan geçen akışkan dişlilerle etkilidir. Üretilen moment, çıktı olarak motor milinden alınır. Dişli motorlar çoğunlukla mobil hidrolik sistemlerde ve zirai araçlarda, götürücü bantların tahriğinde, vantilatörlerde vidalı götürücülerde, fan tahriğinde, eleklerde kullanılır. Dişli Motorlar İçin Önemli Parametreler Deplasman 1 den 200 cm³ e kadar Mak. çalışma basıncı 300 bara kadar Hız aralığı 500 ila 10000 D/dak Dişli motorlar ve eksenel pistonlu motorlar yüksek hız motorlarıdır. Hızlı motorlar 500 D/dak nın üstündeki hızlarda kullanılır. Düşük hız gerektiren uygulamalarda, ya düşük Şekil 10: G2 tipi dişli motor Şekil 11: Dişli Motorlar 21
Şekil 12: Episiklik dişli motorlar Şekil 13: MZD tipi episiklik dişli moto hız motorları kullanılır ya da dişli kutusuyla birlikte yüksek hız motorları veya LSHT (lowspeed-hightorgue=düşük hızyüksek moment) motorları, en iyi özelliklerini ve verimlerini 500 D/dak ın altındaki hızlarda sergilerler. 3.2 LSHT Motorlar (düşük hız hidrolik motorlar) 3.2.1 Episiklik Dişli Motorlar (Merkezi milli) MZ tipi hidrolik motorlar episikloid dişli motorlar grubuna girer. Bu gruptaki motorların ana özelliği,ufak boyutlarına karşın büyük deplasmanlar sunabilmeleridir. Bu, çıkış milinin her bir dönüşünde gerçekleştirilen çok sayıdaki deplasman işlemi sayesinde başarılır. Çalışması aşağıdaki gibidir: Gövdenin (1) içine preslenmiş komütatörde (2), 2 halkasal kanal (13) ve 16 adet eksenel delik yardımıyla kontrol diskinden (10) akışkan hem beslenir he de alınır. Kontrol plakası şafta (4) frezeli geçme ile bağlanmıştır. Rotor (6) ve kontrol diski (10) aynı hızla döner. Komütatör (2) ile deplasman odacıkları arasındaki bağlantı, kontrol diski üzerindeki radyal kontrol yarıkları (11) ile sağlanır. Deplasman odacıkları, iç dişlinin (7) iç yüzeyi, rotorun (6) dış yüzeyi ve içteki masur bilyalar (8) tarafınca oluşturulur. Komütatördeki, 16 eksenel deliğin yarısı yüksek basınca diğer yarısı da düşük basınca bağlıdır. Hacimleri artma eğiliminde olan tüm deplasman odacıkları kontrol pleyti yardımıyla yüksek basınç tarafına bağlanır. Hacimleri azalma eğiliminde olan tüm deplasman odacıkları ise düşük basınç tarafına bağlanır. Bu odacıklardaki basınç rotora etkiyen bir kuvvet yaratır ve bu da momenti oluşturur. İç dişli (7) dış masurbilyalar (9) tarafınca yataklanır. En büyük veya en küçük odacık hacmi oluştuğu her sefer, kontrol, değiştirilir. Şaftın her bir dönüşünde, odacık başına 8 hacim değişmesi olur. Böylece şaftın her dönüşünde 7 odacık *8 =56 deplasman işlemi gerçekleşir. Dönüş başına oldukça yüksek deplasmanın sebebi budur. Merkezi çıkış şaftına,tutma freni monte etmek veya bu ikinci şaftı dönü hareketi çıkışı almak için tandem çıkışı kullanmak mümkündür. İç sızıntıları o andaki düşük basınç hattına aktarmak için dahili çek valfler kullanılır. Eğer bu bölgedeki basınç müsade edilen değerleri geçecek ise, bu durumda gövdedeki sızıntı portunun tanka bağlanması gerekmektedir. 3.2.2 Episiklik Dişli Motorlar (Kardan Milli) Bu tip motorlarda moment; dönen rotordan (2), çıkış şaftına (3) iç dişli yerine motorun içindeki iç tahrik şaftı yardımıyla aktarılır. Motora gelen akışkan çıkış şaftındaki delikler (4) yardımıyla gövdedeki delikler üzerinden deplasman odacıklarına aktarılır. Akışkan yine aynı yolla motordan dışarı aktarılır. Bu motorlar çok çeşitli tiplerde üretilmektedir. Şekil 14 Şekil 15 Şekil 16 22
Şekil 17 Episiklik Dişli Motorlar İçin Önemli Parametreler Deplasman takriben 10 ila 1000cm³ Mak. çalışma basıncı 250 bara kadar Hız aralığı takriben 5 ila 1000 D/dak arası 3.2.3 Çok Stroklu Pistonlu Motorların Temel Prensibi Bu tip motorlarda her piston, şaftın her bir dönüş esnasında birkaç çalışma stroku gerçekleştirir. Bu nedenle, bu tip motorlarda yüksek momentler elde edilebilir. Kontrol pencereleri (3), motorun besleme ve dönüş taraflarına boru hatları (1) ve kontrol (2) aracılığı ile bağlanır. Bulundukları konuma bağlı olarak, silindir odacıkları ya doludur ya boştur. Piston, bir bilya veya masurbilya (7) vasıtası ile strok kamı (8) tarafınca taşınır. Momente dönüştürülen (FT) kuvveti, FA kuvvetine (piston alanı x sistem basıncı) ve strok kamındaki (a) açısına bağlıdır. Motorun tasarımına bağlı olarak, çıkış dönen bir gövde olabilir; şaftına entegre kontroller takılabilir ve borubağlantıları sökülebilir bir şekilde makinaya bağlanabilir. Diğer yandan silindirler ve pistonlar çıkış şaftına bağlanabilir. Bu durumda kontrol ve strok kamı,motorun sabit gövdesine yerleştirilir. Çok stroklu hidrolik motorlar, çok iyi düşük hız karakteristiğine sahiptir ve çeşitli uygulamalarda kullanılır. 3.2.3.1 Döner Gövdeli Çok Stroklu Eksenel Pistonlu Motorlar Bu motorlar çok küçük hacimlere sığabilir. Kontrol ve boru bağlantıları motor şaftına entegre edilmiştir. İki kam (4), şafta (1) sökülebilir bir bağlantıya sabitlenir. Rotor/piston grubu, strok kamları tarafınca eksenel olarak yataklanır ve moment dönen gövdeye iletilir. Yaylar (3), çalışma sürecinin herhangi bir anında pistonların kamlar ile devamlı temasta kalmasını sağlar,şayet yaylar kaldırılırsa ve gövde içinde düşük basınç (1 bar) oluşturulursa, bu motorlarda serbest dönüş (free-wheeling) gerçekleştirilebilir. Çok ufak hacime ihtiyaç duyduklarından, bu tip motorlar dişli kutularında veya vinç tamburlarında kullanım için idealdir. Şekil 18 Şekil 19 23
Şekil 20 Şekil 21 Döner Gövdeli Çok Stroklu Eksenel Pistonlu Motorlar İçin Önemli Parametreler Deplasman Maks. çalışma basıncı Hız aralığı Maks. Moment 200 ila 1000cm³ 250 bara kadar 5 ila 300 D/dak 3800 Nm ye kadar 3.2.3.2 Döner Milli Çok Stroklu Eksenel Pistonlu Motorlar Şekil 22 Bu motorlarda kontrol ve boru bağlantıları (6) gövdeye (5) konmuştur. İlaveten, strok kamı sökülebilir bir şekilde gövdeye (2) bağlanmıştır. Rotor/piston grubu (3) ise çıkış miline (1) frezeli geçme ile bağlanmıştır. Her piston, şaftın her bir dönüşü için birkaç strok gerçekleştirir. Bu tip motorlar tutma freni veya ikinci bir çıkış için, bir tandem şaftıyla donatılabilirler. 3.2.4 Çok Stroklu Radyal Pistonlu Motorlar Bu tip motorlarda radyal olarakyerleştirilen pistonlar,kam (4) üzerindeki masurbilyalar, (8) tarafınca taşınır. Kontrol (5) üzerindeki, eksenel delikler vasıtasıyla, silindir odacıkları akışkan ile beslenir. Her piston şaftın dönüş sayısı ile kam üzerindeki kam sayısının çarpımı kadar akışkan ile doldurulur ve boşaltılır. Kamın eğrisinden kaynaklanan moment, rotor piston grubundan (3) bir frezeli geçme (6) ile çıkış şaftına (7) aktarılır. Gövdeye(1), yüksek radyal ve eksenel kuvvetleri karşılayabilecek konik masuralıbilya konmuştur. Kontrol gövdesine (2) ilave şaft ile çok diskli fren (9) takılabilir. Frenin Şekil 23 Döner Milli Çok Stroklu Eksenel Pistonlu Motorlar İçin Önemli Parametreler Deplasmanlar Maks. basınç Hız aralığı Maks. Moment 00 ila 1500cm³ arası 250 bar 5 ila 500 D/dak 5000 Nm ye kadar Şekil 24 24
3.2.4.1 İçten Eksantrikli Radyal Pistonlu Motorlar (Tek Strok) Şekil 25 halkasal odasındaki (10) açma basıncı,belli bir değerin altına düşerse, tabak yay (11) fren disklerini sıkıştırır. Böylece fren çalıştırılmış olur. Şayet açma basıncı gerekli değeri geçerse, fren pistonu (13) tabak yaya doğru itilir. Böylece diskler birbirinden ayrılır ve fren bırakılmış olur. Serbest Dönüş Eğer A ve B portları çok düşük bir basınca bağlanırsa ve aynı anda L portundan gövdeye 2 barlık bir basınç uygulanırsa, rotor/piston grubundaki pistonlar içeri itilir. Bilyalar artık strok kamı üzerinde değildir. Dolayısıyla da şaft serbestçe dönebilir. Şekil 27 Şekil 26 Yarım Deplasmanlı Devre Bazı radyal pistonlu motorlarda deplasman yarıya düşürülebilir,bu yalnızca, bir strok esnasında pistonların yarısının akışkan ile beslenesi ile sağlanır. Bu, kontroldeki bir valf ile yapılmaktadır. Kalan pistonlar motorun tank hattına bağlanmıştır. Bu motor, bir hidrolik sisteme bağlandığında iki kat hızla döner ancak momenti yarı yarıya düşer. Radyal Pistonlu Motorlar İçin Önemli Parametreler Deplasmanlar 200 ila 8000cm³ Maks.Çalışma basıncı 450 bara kadar Hız aralığı 1 ila 300 D/dak Maks. Moment 45 000 Nm ye kadar Şekil 28 Silindir ve pistonlar, bir yıldız gibi merkezi eksantrik şaftın etrafına yerleştirilmiştir. Eksantrik şaftın konumuna bağlı olarak 5 (10) pistonun 2 veya 3 (6) tanesi besleme tarafına (basınç tarafı), kalan pistonlar ise dönüş tarafına (tank tarafı) bağlanır. Silindir odaları kontrol (1) yardımıyla akışkan ile beslenir. Kontrol, esas olarak kontrol pleyti (2) ve dağıtım valfinden (3) oluşur. Kontrol pleyti pimler ile gövdeye tutturulduğundan gövde ile beraber hareket eder, dağıtım valfi ise eksantrik şaft ile aynı hızda döner. 25
Kontrol pleytine ve oradan da piston odalarına bağlantı, dağıtım valfi üzerindeki delikler yardımıyla olur. Kuvvet pistonlardan eksantrik şafta çeşitli metodlarla aktarılabilir: Şekil 28 de gösterilen modelde, pistonlar gövde içene oturmakta ve eksantrik şaft üzerindeki özel şekilli halka tarafından taşınmıştır. Şaftın dönüşü esnasında piston ile halka arasında izafi bir hareket oluşur. Sürtünmeyi en aza indirgemek için pistonun halkaya temas eden yüzeyi hidrostatik olarak yataklanmıştır. 2.2.4.1 Motor Olarak Çalışan Eğik Disk Rotari Grubu Fonksiyonel tanımlamada da açıklandığı gibi piston, pompanın gönderdiği akışkan ile beslenir ve bu suretle eğik düzlem üzerine doğru itilir. Eğik düzlemle temas noktasındaki (kaymalı yatak) kuvvetlerindağılımından bir yatak kuvveti ve bir moment kuvveti bileşeni (FN ve FT) elde edilir. Piston eğik düzlem boyunca aşağı doğru kayarak strok hareketini gerçekleştirir ve bu arada silindir bloğunu ve tahrik milini de beraberinde çeker. Ancak piston,silindir bloğundaki delik içerisinde eğilebileceğinden (boşluğun elverdiği kadar),ünitenin kalkışında, normal strok hareketinden daha büyük sürtünme dirençleri oluşur (stick/slip=tutma/bırakma). Bu çift kuvvet dağılımı,eğik disk tasarımlı motorların kalkış verimlerinin, eğik eksen tasarımlı motorlardaki basit kuvvet dağılımıyla kıyaslandığında biraz daha düşük olmasının sebebidir. Pratikte, bahsi geçen kalkış verimi motor olarak çalışmada önemlidir. Pompa olarak çalışmada önemli değildir. 3 Elemanlar 3.1 Eğik Eksen Tasarım Sabit Deplasmanlı Motor ve Pompalar Özellikleri: Konik pistonlar vasıtasıyla silindir bloğunun direkt tahriği Sızdırmazlık için piston segmanlarına sahip konik pistonlar Uzun kullanım ömürlü sağlam konik makaralı rulmanlar İSO ve SAE standardında flanş ve mil uçları Standart olarak iki adet sızıntı portu Frenleme valfinin direkt montajına uygun Özel kullanım durumları için model çeşitliliği 400 bar a kadar çalışma basıncı değeri 450 bar a kadar kısa süreli basınç tepelerine karşı dayanıklılık 3.1.1 Sabit Deplasmanlı Motor Motor olarak hem açık hem de kapalı çevrimli devrelerde çalıştırılabilir. Hidrostatik güç aktarımı için sabit debiye ihtiyaç duyulan herhangi bir mobil veya sabit endüstriyel uygulamada kullanılabilir. 3.1.2 Sabit Deplasmanlı Pompa Uygun bir port pleyti sayesinde A2FM tipi bir motor, A2FO tipi bir pompaya dönüştürülebilir. Bu pompa açık çevrimli devrelerde kullanım için uygun olup sağlam, güvenilir, uzum ömürlü ve gürültüsüz çalışma özelliklerine sahiptir. 3.1.3 Kamyon Üstü Uygulamalar İçin Sabit Deplasmanlı Pompalar Bu pompa, kamyonlarda kullanılabilmesi için özel karakteristiklere ve bağlantı ölçülerine sahiptir.250 ila 350 barlık bir basınç aralığı için tasarlanmıştır. Dönüş yönünün değişmesi gerektiğinde (örneğin, farklı bir şanzumanla karşılaşıldığında); pompanın tahrik yönü, port pleytinin döndürülmesiyle değiştirilebilir. 3.2 Açık Ve Kapalı Çevrimli Devreler İçin Eğik Eksen Tasarımlı Değişken Deplasmanlı Motorlar: Özellikleri : Değişken deplasmanlı motorlar yardımıyla hidrostatik tahriklerde daha geniş kontrol aralığı Daha yüksek hız ve moment ihtiyaçlarının karşılanması Çevrim oranı yüksek dişli kutularından tasarruf edilerek maliyetin düşürülmesi veya daha küçük pompaların kullanılabilmesi olanağı Düşük güç ağırlığı İyi kalkış karakteristiği Çeşitli ayar ve kontrol aygıtları Tek yönde eğim açısı değiştirme imkanı 400 bar a kadar varan çalışma basıncı değeri 450 bar a kadar kısa süreli basınç tepelerine karşı dayanıklılık 3.2.1 Yüksek Basınca Bağlı Otomatik Ayar Aygıtı A6VM değişken deplasmanlı motoru,eğik eksen prensibine göre çalışan bir rotari gruba sahiptir. Moment direkt olarak tahrik milinde meydana gelir. Silindir bloğu konik pistonlar vasıtasıyla doğrudan tahrik edilir. Rotari grubun eğim açısı, bir konumlama pistonu yardımıyla kontrol merceğinin dairesel bir yörünge üzerinde hareket ettirilmesiyle değiştirilir. 26
Pompa debisinin ve yüksek basıncın değişmeden kalması halinde aşağıdakiler geçerlidir: Açı küçüldüğünde hız artar fakat mümkün olan moment azalır Açı büyüdüğünde moment artar fakat mümkün olan hız azalır HA tanımlaması, motorun yüksek basınca bağlı olarak ayarlandığını belirtir. Deplasman, çalışma basıncına bağlı olarak otomatik olarak ayarlanır. Kontrol valfinde ayarlanan çalışma basıncına ulaşıldığında (A ve B den dahili olarak ölçülür), motor Vgmin den Vgmaks a hareket eder. Ayar değerinin altında motor,minimum eğim açısında kalır. 3.3 Açık Çevrimli Devreler İçin Eğik Eksen Tasarımlı Değişken Deplasmanlı Pompalar Özellikleri : Eksenel konik pistonlu rotari grup Konik pistonlar vasıtasıyla silindir bloğunun doğrudan tahriği Uzun ömürlü sağlam rulmanlar Vg0 dan Vgmaks a kadar debi ayarlama imkanı Tam hiperbolik çalışma eğrisi ile güç kontrolü Basınç kontrolü, hidrolik ve elektrik ayarlamalı üniteler, yük algılamalı çalışma imkanı 350/400 bar a varan yüksek basınç değerlerinde çalışabilme Mobil ve endüstriyel uygulamalarda kullanılabilme 3.3.1 Yüksek Basınç Bölgelerinde Uygulama Değişken deplasmanlı pompa A7VO, dahili sızıntı yağı dönüşlü, açık çevrimli devre pompasıdır. Eğik eksen prensibine göre çalışan rotari grup, sağlamlık ve iyi emiş özelliklerini olumlu bir şekilde birleştirmiştir. Tahrik milinin rulmanları harici kuvvetlerikarşılamada kullanılır. Gelen kuvvetler ve çalışma ömrü için daha yüksek değerler talep edilmesi halinde, daha güçlü yataklamalı özel rotari grup (A7VTO) temin edilebilir. Pozisyonlama pistonu yardımıyla rotari grubunun eğim açısı değiştirilebilir. Rotari grubun eğim açısı, bir konumlama pistonu yardımıyla kontrol merceğinin dairesel bir yörünge üzerinde hareket ettirilmesiyle değiştirilir. Eğim açısı arttırılırsa, pompa debisi ve gerekli tahrik momenti artar. Eğim açısı azaltılırsa pompa debisi ve gerekli tahrik momenti azalır. Maksimum eğim açısı, mesela 25 veya 26,5 ; minimum ise 0 olmaktadır. Pompa, çalışma basıncına bağımlı olarak veya harici kontrol sinyali ile ayarlanır. Gerekli konumlama enerjisi basınç tarafından alınır. 3.2.2 Lr Güç Kontrolü (Yaylı Kontrol Hiperbolik Kotrolün Karşılaştırılması) Kontrol aygıtı, alınan momentin T (Nm) sabit tutulmasını sağlar. Sabit bir tahrik devri n (d/dak) ile bağlantılı olarak güç kontrolü fonksiyonu gerçekleştirilir. Belirli mekanik tahrik gücü P=T.n (kw), hidrolik çıkış gücü P=Q.p (kw) ye karşılık gelmektedir. Çalışma basıncı p (bar) değerinin yüke bağımlı olmasına karşın debi Q (L/dak) eğim açısı ile değiştirilebilir. Bir bilgisayara benzer şekilde güç kontrol aygıtı sürekli olarak basınç ve debi değerlerini çarpıp çıkan neticeyi ayar edilen değerle karşılaştırır. Şayet pozitif bir sapma olmuşsa eğim açısı küçültülür, şayet sapma negatif ise eğim açısı büyültülür. Güç kontrol aygıtı istenen bir değere göre ayarlanabilir (ayar vidasının içeriye girecek şekilde döndürülmesi = ayar değerinin arttırılması). Kontrol,maksimum eğim açısından başlatılır. Kontrolün bittiği andaki konum, maksimum basınç tarafından belirlenir. İlaveten, her iki sınır değerde olabilecek sapmalar, sınırlama vidaları yardımıyla mekanik olarak da sınırlandırılabilir. Dikkat: Maksimum açı ayarının arttırılması halinde; pompalarda kavitasyon, motorlarda da aşırı hız tehlikesi söz konusu olur. Eğer minimum açı ayarı arttırılırsa, tahrik motoru yüksek basınç bölgesinde aşırı yüklenebilir. Çalışma basıncı, ölçücü piston yardımıyla konumlama pistonu üzerindeki manivelaya etki eder. Bu kuvvete, harici olarak ayarlanan ve güç değerini belirleyen bir yay kuvveti karşı koyar. Eğer p çalışma basıncı, güç formülü P=Q.p (kw) ile hesaplanan izin verilebilir değeri geçerse, manivela yardımıyla kontrol valfi çalıştırılır ve pompanın eğim açısı ufaltılır (pompa geri alınır).q.p nin çarpımı, tekrar mevcut güç seviyesine gelinceye kadar debi düşürülür. Böylelikle hiperbolik eğri yakalanmış olur ve güç kontrolü sayesinde tahrik aşırıyüklenmemiş olur. Bunun tersine, çalışma basıncına bağlı olarak, geri getirme yayı yardımıyla pompa debisi maksimum değerine arttırılabilir. Özellikler: Yay paketlerinin değişimi sayesinde güç uyumu olanağı Taralı bölgelerde nispeten az güç kayıpları Sıfır strokkonumu mevcut değil, yani yüksek basınç değerlerinde artık debi nedeniyle oluşan ısı kaybı sözkonusu. Özellikler: Kademesiz olarak ayarlanabilen, harici yay kuvveti ilemükemmel güç uyumu Sıfır strok konumu, yani artık debi yok 27
3.3.3 2 Paralel Eğik Eksen Tasarımlı Rotari Gruba Sahip İkili Değişken Deplasmanlı Pompa Değişken deplasmanlı iki pompa-bir tahrik. Bu, iki ayrı pompanın, bir bölücü dişli kutusu ile tek bir gövdede toplanmasıyla gerçekleştirilmiş avantajlı bir kombinasyondur. İlave hidrolik devrelerin beslenmesi için yedek tahrik çıkışlı ve/veya ilave üçüncü bir pompalı modellerin, günümüzde özellikle mobil uygulamalarda kullanımı standartlaşmıştır. Tek bir pompada gerçekleştirilen güç kontrolü, A8v,SR pompasının iki paralel devresinde, toplam güç kontrolü uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Bu, tahrik gücünün, basınçları oranında her iki devreye taksim edilmesi anlamına gelmektedir. Toplama valfinde oluşturulan yüksek basınç sinyali, ölçüm değeri olarak kullanılır. İdeal güç kontrol eğrilerine, güç kontrol aygıtındaki manivelaya etkiyen moment kuvvetleri dengelendiğinde erişilebilir. Yüksek basınç kuvveti FH ve s açısal deplasmanından oluşan hidrolik momentin, ancak ayarlanmış yay kuvveti FF ve sabit kaldıraç kolu a ile elde edilen mekanik moment kadar büyük olmasına izin verilebilir. P çalışma basıncını hidrolik sitem belirlendiğinden ve pompa sadece kendi debisini (Q) değiştirebildiğinden, kurulu güç aşıldığında pompanın eğim açısı otomatik olarak azaltılır.açısaldeplasman, elde edilen hidrolik moment değeriyle aynı oluncaya kadar azaltılır. Uygulamada bağımsız ve kombine kontroller kullanılmaktadır. En yaygın kullanılanlara örnek olarak yük sınırlamalı kontrol, üç nokta kontrol, yük algılama kontrolleri verilebilir. 3.4 Genel Uygulamalar İçin Eğik Eksen Tarsarımlı Değişken Deplasmanlı Pompalar Değişken deplasmanlı A2V tipi pompa; açık, kapalı ve yarı-kapalı çevrimli devrelerde genel kullanıma uygundur. Deplasmanını değiştirmek için çeşitli kontrol tipleri mevcuttur. Tandem masurbilyalıyataklama veya kaymalı yataklama (çok uzun yatak ömrü için) ile donatılmış tipleri özellikle endüstriyel uygulamalarda tercih edilir.a2v tipi pompa, valfler ve yedek pompalar ile donatılarak A2P temel güç ünitesine dönüştürülür. 3.5 Orta Basınç Aralığında Çalışan Açık Çevrimli Sistemler İçin Eğik Disk Tasarımlı Değişken Deplasmanlı Pompalar A10V tipi eksenel pistonlu pompalar, 250/315 bar basınç değerlerine kadar mobil ve endüstriyel uygulamalarda kullanılabilirler. Değişken deplasmanlı pompalar enerji tasarrufu açısından sabit deplasmanlı pompalara göre avantajlıdır. Örneğin, birleştirilmiş basınç ve debi kontrol aygıtı ile o an için gerekli kuvvete (basınç) ve hıza (debi) otomatik olarak uyum sağlayarak enerji tasarrufu sağlarlar. Eğik disk tasarımının avantajı sadece kompakt bir tasarım olması değil aynı zamanda düşük güç ağırlığı, uzun ömür ve düşük gürültü seviyesidir. İlave pompaların ardarda takılmasını mümkün kılan, ara-tahrik olanağının da önemli bir özellik olduğunu unutmamak gerekir. 3.6 Basit Kapalı Çevrimli Sistem Gerektiren Mobil Uygulamalarda Kullanıma Uygun, Eğik Disk Tasarımlı Değişken Deplasmanlı Pompalar A11VG tipi hidrolik pompa,eğik disk tasarımlı değişken deplasmanlı kapalı çevrimli hidrostatik tahrik devreleri için uygun bir pompadır. Gerekli tüm valfler ve beslenme pompası, üzerinde entegre bir şekilde mevcuttur. Tasarıma bağlı olarak, kolaylıkla çoklu pompaya dönüştürülebilir.rotarigrubun eğim açısı, pompanın üzerindeki dönebilen bir muylu yardımıyla, kuvvet katlamasına gerek kalmadan direkt olarak değiştirilebilir. Sıfır konumda, pompa debiside sıfırdır. Sıfır konumu sağa ve sola doğru geçildiğinde debi akış yönü ve miktarıda kademesiz olarak değişir. Eğer döner muyluyla el ile kumanda edilecek ise muylu, rotari grubun eğik diskine direkt olarak bağlanır. Döner muylunun dönüş açısı, tam olarak pompanın eğim açısına karşılık gelir. El veya ayak ile uygulanan deplasman momenti yüksek basınca ve eğim açısına bağlıdır. Konumlama mekanizmasında deplasman veya açının sınırlanması, gerektiğinde sıfır konumunun tekrar yakalanması, konumlama mekanizması ile yapılmalıdır. Döner muylu, el ile ayarlanabildiği gibi, hidrolik kontrol mekanizması ile de ayarlanabilmektedir. 3.7 Açık Çevrimli Sistem Gerektiren Mobil Uygulamalarda Kullanıma Uygun, Eğik Disk Tasarımlı Değişken Deplasmanlı Pompalar Aşağıda gösterilen A4VO tipi pompaların kontrol fonksiyonları, birlikte ya da birbirinden bağımsız fonksiyonlar olarak çalıştırılabilirler. Hiperbolik çalışma eğrisiyle güç kontrolü Çek valf yardımıyla basınç kontrolü Yük basıncının p kontrolü şeklinde, yük algılama (Load Sense=LS) kontrolü 3.7.1 Güç Kontrol Aygıtı Güç kontrol aygıtı, çalışma basıncına bağlı olarak pompanın debisini kontrol ederek sabit tahrik devir sayısında, ayarlanan tahrik gücünün aşılmamasını sağlar 28
3.7.2 Basınç Komtrol Aygıtı Basınç kontrol aygıtının görevi, maksimum çalışma basıncına ulaşıldığında pompayı Vg=0, yani sıfır strok konumuna doğru döndürmektir. Bu fonksiyon, güç kontrolüne göre önceliklidir. 3.7.3 Yük Algılama (L-S) Kontrol Aygıtı Yük algılama kontrol aygıtı, yük basıncı tarafınca uyarılan debi tüketim kontrol aygıtı gibi çalışır ve pompa debisini kullanıcı tarafından talep edilen debiye uyarlar. Pompa debisi devredeki yön valflerinin yağ geçiş aralıklarının kesit alanına bağlıdır, ancak güç eğrisinin altında kalan bölgede yük basıncından etkilenmez. Güç ve basınç kontrolü, yük algılama (LS) fonksiyonuna göre önceliklidir. 3.8 Yüksek Basınçlı, Kapalı Çevrimli Hidrostatik Araç Tahrik Devrelerinde Kullanıma Uygun, Eğik Disk Tasarımlı Değişken Deplasmanlı Pompalar A4VG tipi pompa, kapalı çevrimli devreler için gerekli tüm elemanları üzerinde toplayan komple güç ünitesidir. Hidrolik olarak ayarlanan ünite, çeşitli kontrol aygıtlarıyla birlikte tipik bir mobil pompasını oluşturur. Şayet bu pompa sabit veya değişken deplasmanlı bir motora bağlanırsa otomatik hidrostatik araç tahriği sistemi oluşur. Bu, hıza bağımlı, otomatik kapalı çevrimli sistemdir. Pompa tahrik devir sayısından, çalışma basıncından ve elektriki olarak da 2 bobinden uyarılar alır. Konumlama enerjisi, besleme devresinden alınır. Pompanın konumlama hızı orifisler aracılığıyla sönümlenir. Hıza bağımlı otomatik kontrol sistemi, içten yanmalı motorlu hidrostatik tahrik sistemleri için tasarlanmıştır. İçten yanmalı motorlarda hız arttıkça momentin arttığı ve şayet moment aralığının üst sınırında motora yüklenilirse bir hız kaybının (motorun bayılması) olduğu göz önünde bulundurulmuştur. İçen yanmalı motorun güç tüketimi yeterli bir hassasiyetle o anki devir sayısıyla belirlenebilmektedir. Şayet uygun bir hidrolik sistem seçilip uygulanırsa mükemmel kontrollü, hidrostatik araç tahrik sistemi oluşturulur. 3.9 Açık Çevrimli Endüstriyel Uygulama Devrelerinde Kullanıma Uygun, Eğik Disk Tasarımlı Değişken Deplasmanlı Pompalar Özellikle endüstriyel uygulamalar için geliştirilen A4V- SO pompası eğik disk tasarımının bilinen avantajlarının yanısıra uzun servis ömürlü yatakları ile de oldukça avantajlıdır. Yük algılama kontrolü, halat kontrolü (mooring) ve sekonder- kontrol bu tip pompa ile gerçekleştirilebilir. Basınç kontrollü bir pompa ile birlikte sekonder kontrollü bir motor kullanılarak gerçekleştirilen sekonder hız kontrol sistemi, yüksek dinamik kontrol cevaplama hızına, tam bir hız kontrolüne, düşük kayıplara ve enerjiyi geriye kazanma özelliğine sahiptir. DS1 hız kontrolü; ayar ünitesini, talep edilen hızda istenen momenti sağlayacak şekilde kontrol eder. Bu moment (hemen hemen sabit basınç koşullarında), deplasman hacmi ve dolayısıyla da eğim açısıyla orantılıdır. Eğim açısı (konum) endüktif konum algılayıcısı ile, devir sayısı ise bir tako jeneratör ile ölçülür. 3.10 Kapalı Çevrimli Endüstriyel Uygulama Devrelerinde Kullanıma Uygun, Eğik Disk Tasarımlı Değişken Deplasmanlı Pompalar Değişken deplasmanlı, eğik disk tasarımlı ancak, kapalı çevrimli devrelerde çalışmaya uygun diğer bir pompa. Endüstriyel uygulamalarda, A4VSG tipi pompalara uygun valf bloğu, beslenme pompası, filtre, yağ tankı, soğutucu takılarak komple bir hidrolik güç ünitesine dönüştürülür. Anti kavitasyon çek valfleri kullanarak, yarıkapalı çevrimli devrede oluşturmak mümkündür. Bu valfler sayesinde hacimsel farkların giderilmesi mümkün olmaktadır. Örneğin, tek milli silindirlerin tahriği. 3.11 Eksenel Pistonlu Ünitelerde Sık Kullanılan Kontrol Tiplerine Genel Bakış Sinyal kuvvetlendiricisi olarak kullanılan elektronik devre elemanları (yükselticiler) aşağıdaki açıklamalarda yer almamaktadır. Çeşitli ayarlama tipleri arasındaki farklar aşağıya çıkarılmıştır. Kontrol devresi tipi Kuvvet aktarımı (hidrolik veya mekanik) Çalışma tipi (direkt veya pilot kumandalı) Çalışma eğrisi (konum ve ayar) Açık çevrim (geri beslemesiz) mekanik: el kumandalı mekanik: elektriksel hidrolik: mekanik hidrolik: elektriksel hidrolik: hidrolik Kapalı çevrim (geri beslemeli) hidrolik: mekanik hidrolik: elektriksel Kaynaklar : Rexroth Akışkanlar Tekniğinin Temel Esasları ve Elemanları Cilt 1 29