Lektion 3: Verkningsgrad Exempel; Hydraulsystem för effektöverföring Verkningsgrad: η = P U P T = ω UM U ω T M T η medel (T) = T 0 P UT(t)dt T 0 P IN(t)dt
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt Verkningsgrad
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt Verkningsgrad Deplacement
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt Verkningsgrad Deplacement Energiomvandling
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt Verkningsgrad Deplacement Energiomvandling Volymetrisk-, hydromekanisk-verkningsgrad.
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt Verkningsgrad Deplacement Energiomvandling Volymetrisk-, hydromekanisk-verkningsgrad. Volymetriska förluster, hydromekaniska förluster
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt Verkningsgrad Deplacement Energiomvandling Volymetrisk-, hydromekanisk-verkningsgrad. Volymetriska förluster, hydromekaniska förluster Viskiös friktion
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt Verkningsgrad Deplacement Energiomvandling Volymetrisk-, hydromekanisk-verkningsgrad. Volymetriska förluster, hydromekaniska förluster Viskiös friktion Coulombsk friktion
Lektion 3: Innehåll Dagens innehåll: Arbete/effekt Verkningsgrad Deplacement Energiomvandling Volymetrisk-, hydromekanisk-verkningsgrad. Volymetriska förluster, hydromekaniska förluster Viskiös friktion Coulombsk friktion Hydraulisk effekt
Lektion 3: Arbete/effekt Abete, effekt, samt hydraulisk effekt: W = F s (arbete)
Lektion 3: Arbete/effekt Abete, effekt, samt hydraulisk effekt: W = F s (arbete) P = F v (effekt)
Lektion 3: Arbete/effekt Abete, effekt, samt hydraulisk effekt: W = F s (arbete) P = F v (effekt) P = ω M (effekt)
Lektion 3: Arbete/effekt Abete, effekt, samt hydraulisk effekt: W = F s (arbete) P = F v (effekt) P = ω M (effekt) E = ω M T (arbete)
Lektion 3: Arbete/effekt Abete, effekt, samt hydraulisk effekt: W = F s (arbete) P = F v (effekt) P = ω M (effekt) E = ω M T (arbete) P = p q (effekt)
Lektion 3: Arbete/effekt Abete, effekt, samt hydraulisk effekt: W = F s (arbete) P = F v (effekt) P = ω M (effekt) E = ω M T (arbete) P = p q (effekt) Den hydrauliska effekten ges av flödet gånger trycket.
Lektion 3: Arbete/effekt Abete, effekt, samt hydraulisk effekt: W = F s (arbete) P = F v (effekt) P = ω M (effekt) E = ω M T (arbete) P = p q (effekt) Den hydrauliska effekten ges av flödet gånger trycket. Hydraulisk effekt P = p q [W]
Lektion 3: Deplacement, vad är det? Anger mängd vätska genom en momentomvandlare per varv eller per radian.
Lektion 3: Deplacement, vad är det? Anger mängd vätska genom en momentomvandlare per varv eller per radian. Hydraulpumpar och hydraulmotorer har normalt positivt deplacement. Pumpar och motorer kallas ibland för omvandlare; momentomvandlare.
Lektion 3: Deplacement, vad är det? Anger mängd vätska genom en momentomvandlare per varv eller per radian. Hydraulpumpar och hydraulmotorer har normalt positivt deplacement. Pumpar och motorer kallas ibland för omvandlare; momentomvandlare. Deplacement anges ofta som vätskevolymen genom en omvandlare per varv. Deplacement=volym/varv, varvdeplacement, D n. En pump genererar ett flöde enligt ekvationen, q = D n n. Deplacementet gånger varvtalet.
Lektion 3: Deplacement, vad är det? Anger mängd vätska genom en momentomvandlare per varv eller per radian. Hydraulpumpar och hydraulmotorer har normalt positivt deplacement. Pumpar och motorer kallas ibland för omvandlare; momentomvandlare. Deplacement anges ofta som vätskevolymen genom en omvandlare per varv. Deplacement=volym/varv, varvdeplacement, D n. En pump genererar ett flöde enligt ekvationen, q = D n n. Deplacementet gånger varvtalet. Deplacementet kan även anges som volym/rad, radiandeplacementet, D ϕ. En pump skapar ett teoretiskt flöde på, q = D ϕ n 2π.
Deplacementet kan vara fast eller varierbart, beroede på omvandlartyp. Lektion 3: Deplacement, vad är det? Anger mängd vätska genom en momentomvandlare per varv eller per radian. Hydraulpumpar och hydraulmotorer har normalt positivt deplacement. Pumpar och motorer kallas ibland för omvandlare; momentomvandlare. Deplacement anges ofta som vätskevolymen genom en omvandlare per varv. Deplacement=volym/varv, varvdeplacement, D n. En pump genererar ett flöde enligt ekvationen, q = D n n. Deplacementet gånger varvtalet. Deplacementet kan även anges som volym/rad, radiandeplacementet, D ϕ. En pump skapar ett teoretiskt flöde på, q = D ϕ n 2π.
Lektion 3: Volymetriska förluster Olika typer av volymetriska förluster: Inre läckage, från högtryckssida till lågtryckssida.
Lektion 3: Volymetriska förluster Olika typer av volymetriska förluster: Inre läckage, från högtryckssida till lågtryckssida. Yttre läckage, läckage till dränerat utrymme.
Lektion 3: Volymetriska förluster Olika typer av volymetriska förluster: Inre läckage, från högtryckssida till lågtryckssida. Yttre läckage, läckage till dränerat utrymme. Läckaget antas vara laminärt; det är linjärt med trycket. (spaltströmning, laminär strömning) q v = λ p
Lektion 3: Volymetriska förluster Olika typer av volymetriska förluster: Inre läckage, från högtryckssida till lågtryckssida. Yttre läckage, läckage till dränerat utrymme. Läckaget antas vara laminärt; det är linjärt med trycket. (spaltströmning, laminär strömning) q v = λ p Volymetriska förluster i oljan. Oljan komprimeras när den utsätts för tryckökning, t.ex. när den passerar pumpen.
Lektion 3: Mekanhydrauliska förluster De mekanhydrauliska förluster via viskiös friktion, och Coulumbsk friktion: Friktionsmoment som är proportionellt mot hastigheten, τ = µ v y (1). I (1) ser vi vätskans viskositet, µ. Hastigheten ( v), är t.ex. kopplad till rotationshastighet. Ej beroende av trycket, viskositetens tryckberoende försummas. Beror på spalthöjden ( y).
Lektion 3: Mekanhydrauliska förluster De mekanhydrauliska förluster via viskiös friktion, och Coulumbsk friktion: Friktionsmoment som är proportionellt mot hastigheten, τ = µ v y (1). I (1) ser vi vätskans viskositet, µ. Hastigheten ( v), är t.ex. kopplad till rotationshastighet. Ej beroende av trycket, viskositetens tryckberoende försummas. Beror på spalthöjden ( y). Coulombsk friktion är vanligt. Coulombsk friktion beror huvudsak på design. Coulombsk friktion ger upphov till slip-stick fenomen. Proportionell mot normalkraften mellan ytorna. (Charles de Coulomb).
Lektion 3: Mekanhydrauliska förluster De mekanhydrauliska förluster via viskiös friktion, och Coulumbsk friktion: Friktionsmoment som är proportionellt mot hastigheten, τ = µ v y (1). I (1) ser vi vätskans viskositet, µ. Hastigheten ( v), är t.ex. kopplad till rotationshastighet. Ej beroende av trycket, viskositetens tryckberoende försummas. Beror på spalthöjden ( y). Coulombsk friktion är vanligt. Coulombsk friktion beror huvudsak på design. Coulombsk friktion ger upphov till slip-stick fenomen. Proportionell mot normalkraften mellan ytorna. (Charles de Coulomb). Stiktion är ett annat fenomen som brukar förekomma hos mekanisk utrustning.
Lektion 3: Mekanhydrauliska förluster De mekanhydrauliska förluster via viskiös friktion, och Coulumbsk friktion: Friktionsmoment som är proportionellt mot hastigheten, τ = µ v y (1). I (1) ser vi vätskans viskositet, µ. Hastigheten ( v), är t.ex. kopplad till rotationshastighet. Ej beroende av trycket, viskositetens tryckberoende försummas. Beror på spalthöjden ( y). Coulombsk friktion är vanligt. Coulombsk friktion beror huvudsak på design. Coulombsk friktion ger upphov till slip-stick fenomen. Proportionell mot normalkraften mellan ytorna. (Charles de Coulomb). Stiktion är ett annat fenomen som brukar förekomma hos mekanisk utrustning.
Lektion 3: Hydraulisk kraftöverföring Hydrostatisk energiöverföring En av sidorna kan representera en pump. 2
Lektion 3: Hydraulisk kraftöverföring Hydrostatisk energiöverföring En av sidorna kan representera en pump. Den andra kan representera en motor. 2
Lektion 3: Hydraulisk kraftöverföring Hydrostatisk energiöverföring En av sidorna kan representera en pump. Den andra kan representera en motor. Effektöverförigen sker statiskt via vätskan. 2
Lektion 3: Hydraulisk kraftöverföring Hydrostatisk energiöverföring En av sidorna kan representera en pump. Den andra kan representera en motor. Effektöverförigen sker statiskt via vätskan. F 1 u 1 = F 2 u 2 2
Lektion 3: Hydraulisk effektöverföring Omvandling av hydraulisk effekt till mekanisk effekt Effekten per tidsenhet, P = F dy dt = F u,(1)
Lektion 3: Hydraulisk effektöverföring Omvandling av hydraulisk effekt till mekanisk effekt Effekten per tidsenhet, P = F dy dt = F u,(1) Kraftjämnvikt för kolven, F = p A, p = p 0 = p,(2)
Lektion 3: Hydraulisk effektöverföring Omvandling av hydraulisk effekt till mekanisk effekt Effekten per tidsenhet, P = F dy dt = F u,(1) Kraftjämnvikt för kolven, F = p A, p = p 0 = p,(2) Hastigheten ges av sambandet u = Q A,(3) Q ges i m 3 /s, A är ges i enheten m 2.
Lektion 3: Hydraulisk effektöverföring Omvandling av hydraulisk effekt till mekanisk effekt Effekten per tidsenhet, P = F dy dt = F u,(1) Kraftjämnvikt för kolven, F = p A, p = p 0 = p,(2) Hastigheten ges av sambandet u = Q A,(3) Q ges i m 3 /s, A är ges i enheten m 2. Ekvationerna (1),(2) och (3) ger effekten P, P = F u = p A Q A = p Q.
Lektion 3: Hydraulisk effektöverföring Omvandling av hydraulisk effekt till mekanisk effekt Effekten per tidsenhet, P = F dy dt = F u,(1) Kraftjämnvikt för kolven, F = p A, p = p 0 = p,(2) Hastigheten ges av sambandet u = Q A,(3) Q ges i m 3 /s, A är ges i enheten m 2. Ekvationerna (1),(2) och (3) ger effekten P, P = F u = p A Q A = p Q. Hydraulisk effekt P = p q
Lektion 3: Hydraulisk effektöverföring Omvandling av hydraulisk effekt till mekanisk effekt Effekten per tidsenhet, P = F dy dt = F u,(1) Kraftjämnvikt för kolven, F = p A, p = p 0 = p,(2) Hastigheten ges av sambandet u = Q A,(3) Q ges i m 3 /s, A är ges i enheten m 2. Ekvationerna (1),(2) och (3) ger effekten P, P = F u = p A Q A = p Q. Hydraulisk effekt P = p q Mekanisk effekt P = F v
Lektion 3: Hydraulisk effektöverföring Omvandling av hydraulisk effekt till mekanisk effekt Effekten per tidsenhet, P = F dy dt = F u,(1) Kraftjämnvikt för kolven, F = p A, p = p 0 = p,(2) Hastigheten ges av sambandet u = Q A,(3) Q ges i m 3 /s, A är ges i enheten m 2. Ekvationerna (1),(2) och (3) ger effekten P, P = F u = p A Q A = p Q. Hydraulisk effekt P = p q Mekanisk effekt P = F v
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment?
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment?
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment? Hur beräknas vridmoment utifrån en kraft och en hävarm?
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment? Hur beräknas vridmoment utifrån en kraft och en hävarm? M = F L sinα
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment? Hur beräknas vridmoment utifrån en kraft och en hävarm? M = F L sinα Hur beräknas vridmoment med vektoralgebra?
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment? Hur beräknas vridmoment utifrån en kraft och en hävarm? M = F L sinα Hur beräknas vridmoment med vektoralgebra? M = LX F
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment? Hur beräknas vridmoment utifrån en kraft och en hävarm? M = F L sinα Hur beräknas vridmoment med vektoralgebra? M = LX F Vad är tröghetsmoment?
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment? Hur beräknas vridmoment utifrån en kraft och en hävarm? M = F L sinα Hur beräknas vridmoment med vektoralgebra? M = LX F Vad är tröghetsmoment? Hur koppas tröghetsmoment ihop med vridmoment?
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment? Hur beräknas vridmoment utifrån en kraft och en hävarm? M = F L sinα Hur beräknas vridmoment med vektoralgebra? M = LX F Vad är tröghetsmoment? Hur koppas tröghetsmoment ihop med vridmoment? τ = I θ.
Lektion 3: Vridmoment? Vad är vridmoment? Diskussioner kring vridmoment Vad är vridmoment? Vad är enheten för vridmoment? Hur beräknas vridmoment utifrån en kraft och en hävarm? M = F L sinα Hur beräknas vridmoment med vektoralgebra? M = LX F Vad är tröghetsmoment? Hur koppas tröghetsmoment ihop med vridmoment? τ = I θ. Vilken relations finns mellan vridmoment och kraft?
Lektion 3: Verkningsgrad,η System för hydraulisk effektöverföring. Ingående effekt vid pump, utgående effekt vid motor. Verkningsgrad betecknas med η (Grekiska symbolen eta).
Lektion 3: Verkningsgrad,η System för hydraulisk effektöverföring. Ingående effekt vid pump, utgående effekt vid motor. Verkningsgrad betecknas med η (Grekiska symbolen eta). Systemets verkningsgrad, η = η p η m.
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Flödet ut från pumpen är Q 1.
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Flödet ut från pumpen är Q 1. Teoretiskt maxflöde är ω T Dϕ p.
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Flödet ut från pumpen är Q 1. Teoretiskt maxflöde är ω T Dϕ p. Volymetrisk verkingsgrad, η volp = V erkligtflde Teoretisktflde.
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Flödet ut från pumpen är Q 1. Teoretiskt maxflöde är ω T Dϕ p. Volymetrisk verkingsgrad, η volp = V erkligtflde Teoretisktflde. Dϕ p är radiandeplacementet.
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Flödet ut från pumpen är Q 1. Teoretiskt maxflöde är ω T Dϕ p. Volymetrisk verkingsgrad, η volp = V erkligtflde Teoretisktflde. Dϕ p är radiandeplacementet. η volp = Q 1 ω T Dϕ p = V erkligt_flode T eoretiskt_f lode
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Flödet ut från pumpen är Q 1. Teoretiskt maxflöde är ω T Dϕ p. Volymetrisk verkingsgrad, η volp = V erkligtflde Teoretisktflde. Dϕ p är radiandeplacementet. η volp = Q 1 ω T Dϕ p = V erkligt_flode T eoretiskt_f lode Volymetriska förluster uppkommer via läckage.
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Hydromekanisk verkningsgrad för en pump Aktuell tryckstegring, P 1.
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Hydromekanisk verkningsgrad för en pump Aktuell tryckstegring, P 1. Teoretisk tryckdifferens, max ( MT Dϕ p ).
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Hydromekanisk verkningsgrad för en pump Aktuell tryckstegring, P 1. Teoretisk tryckdifferens, max ( MT Dϕ p ). η hmp = ( P 1 MT Dϕp ) = V erklig_tryckdifferens T eoretisk_tryckdif f erens
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Hydromekanisk verkningsgrad för en pump Aktuell tryckstegring, P 1. Teoretisk tryckdifferens, max ( MT Dϕ p ). η hmp = ( P 1 MT Dϕp M T är tillfört moment [Nm]. ) = V erklig_tryckdifferens T eoretisk_tryckdif f erens
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en pump System för hydraulisk effektöverföring Hydromekanisk verkningsgrad för en pump Aktuell tryckstegring, P 1. Teoretisk tryckdifferens, max ( MT Dϕ p ). η hmp = ( P 1 MT Dϕp M T är tillfört moment [Nm]. ) = V erklig_tryckdifferens T eoretisk_tryckdif f erens Hydromekaniska förluster beror på friktion.
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Volymetrisk verkningsgrad för en motor Volymetriska förluster uppkommer främst via läckage i komponenten
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Volymetrisk verkningsgrad för en motor Volymetriska förluster uppkommer främst via läckage i komponenten Uppmätt rotationshastighet hos axeln, ωu.
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Volymetrisk verkningsgrad för en motor Volymetriska förluster uppkommer främst via läckage i komponenten Uppmätt rotationshastighet hos axeln, ωu. Teoretisk max rotationshastighet, Q 2 Dϕ m ů
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Volymetrisk verkningsgrad för en motor Volymetriska förluster uppkommer främst via läckage i komponenten Uppmätt rotationshastighet hos axeln, ωu. Teoretisk max rotationshastighet, Q 2 ů Dϕ m ηvolm = ( ω U ) Q2 = V erklig_rotationshastighet T eoretisk_rotationshastighet Dϕm
Lektion 3: Volymetrisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Volymetrisk verkningsgrad för en motor Volymetriska förluster uppkommer främst via läckage i komponenten Uppmätt rotationshastighet hos axeln, ωu. Teoretisk max rotationshastighet, Q 2 ů Dϕ m ηvolm = ( ω U ) Q2 = V erklig_rotationshastighet T eoretisk_rotationshastighet Dϕm Q2 är flödet in i motorn.
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Uppmätt moment på motorns axel MU.
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Uppmätt moment på motorns axel MU. Tryckfall över motorn P2.
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Uppmätt moment på motorns axel MU. Tryckfall över motorn P2. Teoretiskt moment, max MU = P 2 Dϕ m.
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Uppmätt moment på motorns axel MU. Tryckfall över motorn P2. Teoretiskt moment, max MU = P 2 Dϕ m. ηhmm = M U P 2 Dϕ m = V erkligt_moment T eoretisk_moment
Lektion 3: Hydromekanisk verkningsgrad för en motor System för hydraulisk effektöverföring Uppmätt moment på motorns axel MU. Tryckfall över motorn P2. Teoretiskt moment, max MU = P 2 Dϕ m. M ηhmm = U = V erkligt_moment P 2 Dϕ m T eoretisk_moment Förluster orsakas av friktion i komponenten.
Lektion 3: Verkningsgradskurva Verkningsgrad för en högmomentmotor, Hägglunds Marathon Visar verkninsgrad som funktion av moment och varvtal.
Lektion 3: Verkningsgradskurva Verkningsgrad för en högmomentmotor, Hägglunds Marathon Visar verkninsgrad som funktion av moment och varvtal. En arbetspunkt ger högst verkningsgrad.
Lektion 3: Hägglunds Marathon Högmoments motor med stort deplacement Används i t.ex. stora lastkranar, krossar osv.
Lektion 3: Hägglunds Marathon Högmoments motor med stort deplacement Används i t.ex. stora lastkranar, krossar osv. Deplacement 50 000cm 3. Stort deplacement.
Lektion 3: Hägglunds Marathon Högmoments motor med stort deplacement Används i t.ex. stora lastkranar, krossar osv. Deplacement 50 000cm 3. Stort deplacement. Lågvarvig motor.