הסוגים והמאפיינים של מצב ההתאמה של המנוע ההידראולי בקצה הפלט של התקן ההנעה ההידרוסטטית

1. קביעת תזוזה של משאבה ומנוע
בין אם מדובר במערכת סגורה ובין אם מדובר במערכת פתוחה, בין אם מדובר במנוע כמותי או במנוע משתנה, בחירת תנועת המנוע נקבעת לרוב לפי מומנט העומס המרבי בעת איזון העבודה, או דרישות מומנט ההתנעה כאשר מצב העבודה היא קשוחה.
בין אם מדובר במערכת סגורה ובין אם מדובר במערכת פתוחה, בין אם מדובר במשאבה כמותית ובין אם מדובר במשאבה משתנה, התזוזה המקסימלית של המשאבה נקבעת בהתאם למהירות המדורגת של המנוע ולמהירות המקסימלית של תנועת המנוע.

2. למה להשתמש במנוע משתנה
למרות שהמערכת הסגורה משתמשת במנוע כמותי בעל גודל קטן, עלות נמוכה ויעילות גבוהה ככל האפשר, הדבר נקבע על פי אופי המערכת ההידראולית, ולעיתים מהירות היציאה המתקבלת על ידי התאמת קצה הכניסה (מנוע + משאבה משתנה) מוגבל על ידי גורמים כמו יעילות ועלות. לכן, במכשירים מסוימים, עלינו לשקול את צד הפלט כדי להתאים בו זמנית. מומנט הפלט של המערכת הכללית מספיק, והתאמת הפלט היא יותר כדי להרחיב את טווח מהירות הפלט של אזור היעילות הגבוהה.

3. מהן שיטות ההתאמה של קצה הפלט והמאפיינים שלהן
שיטות ההתאמה של קצה הפלט כוללות בעיקר שינוי תזוזה של המנוע, שינוי יחס ההעברה של תיבת ההילוכים המכנית האחורית, הגדלה או הקטנה של מספר המנועים המקוונים. להלן מפורטות.
התקן ההנעה ההידרוסטטית מותאם בעיקר למנוע הדיזל, ניתן להשתמש במנוע הדיזל ביחס מהירות של כ-2 עד 4 (כגון המהירות מ-800-3000), וההספק הנקוב ליד נקודת העבודה הוא בלבד 1.15 עד 1.3. לכן, יחס הגובה הזמין של המנוע הוא הגורם העיקרי המשפיע על כיסוי המהירות של מכונות הנסיעה.
משאבה משתנה + דרך מנוע כמותית, נפח משאבה משתנה משינוי של כ-25% ל-100%, והתאמת מנוע, יחס המהירות הכולל הוא כ-8~16, יחס הגובה הכולל הוא כ-4~6. דרך זו מתאימה יותר להליכה מהירות הליכה קטנה (כגון פחות מ-25 קמ"ש, 25/16=1.56 קמ"ש=0.43m/s, בעצם יכול להשיג הליכה במהירות נמוכה), מומנט משיכה השינוי אינו גדול במיוחד (כגון שינוי מומנט המתיחה הוא פחות מפי 5 עד 10), כוח ההליכה הוא ציוד קטן, כגון מלגזה קשה, מעמיס הגה החלקה, רולר רטט וכן הלאה.
1) משאבה משתנה + מנוע משתנה
התזוזה של המנוע המשתנה התלוי משתנה בין כ-40% ל-100%, כך שיחס שינוי המהירות הכולל הוא כ-20 עד 40, ויחס שינוי הגובה הכולל הוא כ-10 עד 15. מהירות הנסיעה המרבית יכולה לכסות כ-40 קמ"ש. (40/40=1Km/h=0.28m/s, בעצם יכול להשיג הליכה במהירות נמוכה).

היתרונות הם כדלקמן:
1.1) אזור היעילות הגבוהה של המכשיר ההידרוסטטי מורחב
כאשר מהירות הפעולה הנפוצה ומהירות ההובלה הריקה של ההבדל הגדול בציוד, אם השימוש במנוע כמותי בנפח גדול (קביעת עומס), זרימת עומס קל במהירות גבוהה היא גדולה יחסית, התזוזה של המשאבה צריכה להיות גדולה יותר , אך בשלב זה לחץ המערכת נמוך יחסית, כך שיחס אובדן הלחץ בצינור גבוה יותר, יעילות המערכת מתדרדרת בזמן העבודה. כאשר המהירות הנמוכה והמומנט הגבוה, יש להפחית את העקירה של המשאבה, וגם היעילות הנפחית אינה גבוהה. לכן, ניתן לבחור מנוע משתנה כדי לפתור את הבעיות הסותרות לעיל. בשלב זה, ניתן לקבוע את התזוזה המקסימלית של המנוע על פי העומס המרבי בעומס המומנט הגבוה במהירות נמוכה, וניתן לקבוע את התזוזה של המשאבה על פי העומס הקל במהירות גבוהה, כאשר המנוע הוא תזוזה קטנה. התזוזה המקסימלית של המנוע אינה משתנה, אך התזוזה המקסימלית של המשאבה מצטמצמת, ויחס ההפחתה שווה ערך ליחס התזוזה של המנוע. לאחר השימוש במנוע המשתנה, מעטפת הפלט של התקן ההינע ההידרוסטטי מורחבת לאזור המהיר (כמתואר להלן), ושטח היעילות הגבוהה של ההתקן ההידרוסטטי מורחב. למרות שמשתמשים במנוע המשתנה, המנוע המשתנה פועל בתזוזה קטנה, יעילות המנוע מופחתת, וגם עלות המנוע המשתנה גבוהה יותר. עם זאת, היתרונות של מנוע משתנה עולים על החסרונות. לכן, הוא מתאים יותר להספק גדול, לשינויי מומנט גדולים ולשינויי מהירות גדולים.
הסוגים והמאפיינים של מצב ההתאמה של המנוע ההידראולי בקצה הפלט של התקן ההנעה ההידרוסטטית
הסוגים והמאפיינים של מצב ההתאמה של המנוע ההידראולי בקצה הפלט של התקן ההנעה ההידרוסטטית
הסוגים והמאפיינים של מצב ההתאמה של המנוע ההידראולי בקצה הפלט של התקן ההנעה ההידרוסטטית
1.2) הרפה את הגבלת מהירות היציאה המקסימלית, והמהירות של מנועים משתנים רבים עם תזוזה קטנה גבוהה משמעותית מהמהירות המותרת של תזוזה גדולה, שיכולה לעלות בכ-20%, ומהירות זו היא מה שאנו צריכים.
הסוגים והמאפיינים של מצב ההתאמה של המנוע ההידראולי בקצה הפלט של התקן ההנעה ההידרוסטטית

1.3) תכונות מנוע אפס תזוזה, כמה מנועי בוכנה חדשים יכולים להתאים את התזוזה לאפס בפעולה, כאשר מנוע זה יכול לגרום לגלגל ההנעה במצב של לא לעצור בין תנאי ההנעה לגלגל החופשי כדי לעבור.
1.4) שפר את ביצועי העלות. כאשר המנוע הכמותי בעל הנפח הגדול מותאם למשאבה משתנה בגודל גדול וצינור בלחץ גבוה בקוטר גדול, הוא חורג מהיקף הייצור בקנה מידה כלכלי (לדוגמה, כאשר נפח המשאבה גדול מ-160 מ"ל/ר"ת , וקוטר הצינור עמיד ללחץ של 400בר גדול מ-25 מ"מ), מחיר הרכיבים יעלה מאוד.
2) משאבה משתנה + מנוע כמותי + תיבת הילוכים
מכיוון שהמנוע המשתנה נמוך ביעילותו, גדול במידותיו ויקר במחיר, לפעמים עדיף להשתמש במנוע הכמותי המהיר + תיבת הילוכים אחורי, ולא במנוע המשתנה, המתאים במיוחד לכל המכונה עם נפח רחב. הבדל בפעולה ומהירות העברה סרק. החיסרון הוא שאם אין מצמד, צריך לעצור או להחליף הילוך כשהמהירות מאוד נמוכה.
3) משאבה משתנה + מנוע משתנה + תיבת הילוכים
אם מהירות הנסיעה גבוהה יותר, כגון יותר מ-40 קמ"ש. בנהיגה במהירות גבוהה ועומס קל, נפח המנוע הוא 25% ולחץ המערכת הוא 100 בר. בעת נסיעה במהירות נמוכה, אם מומנט העומס גדל פי 20 ותזוזת המנוע היא 100%, לחץ המערכת עשוי להגיע ל-500בר, ולכן יש לשקול הגדלת נפח המנוע כדי לעמוד בדרישת מומנט העומס המרבי. עם זאת, במהירות גבוהה, גם אם המנוע פועל בתזוזה קטנה כדי להשיג את מהירות הנסיעה הדרושה, נדרשת קצב זרימה גדול יותר, ולכן נדרשת משאבת עקירה גדולה יותר וצינור בקוטר גדול יותר, מה שמגדיל את העלות. לכן, ניתן להוסיף את תיבת ההילוכים המותקנת מאחור כדי להרחיב את טווח כוונון התזוזה המקביל הכולל באמצעות יחס ההעברה המכני. הוא מתאים לכלי רכב עם דרישות הנעה גדולות וטווח מהירות רחב (כגון רכבים עם מהירות של יותר מ-40~50 קמ"ש), ויש צורך להוסיף ציוד כגון תיבת הילוכים בקצה הפלט.
הסוגים והמאפיינים של מצב ההתאמה של המנוע ההידראולי בקצה הפלט של התקן ההנעה ההידרוסטטית
4) מערכת מיתוג מנוע רב הידראולית
השימוש במספר מנועי תזוזה קטנים במקום מנוע תזוזה גדול יותר כדי לשפר את יחס הגובה והמהירות, בעיקר מהסיבות הבאות.
4.1) מומנט התפוקה הנדרש הוא גדול יחסית, השימוש במנוע הידראולי יחיד אינו יכול לעמוד בדרישות או לא חסכוני;
4.2) המהירות הנדרשת גבוהה, ולא ניתן להגיע למהירות המותרת של המנוע בנפח גדול או שאינה חסכונית;
4.3) התאמת דרישות שטח ההתקנה.
היישומים הם כדלקמן:
4.1) מנוע אפס תזוזה בסכימת מהירות גבוהה
מספר המנועים הפועלים משתנה במצב בקרת צריכת אנרגיה נמוכה, מה שמשפר משמעותית את יחס הגובה המשתנה ויחס המהירות המשתנה של המערכת הרב-מנועית, וניתן להחלפה בין נסיעות. לדוגמה, ל-Ma Da יש תזוזה של 120L/r, יחס תזוזה של 1:4 ותזוזה מינימלית של 30ml/r. אם נעשה שימוש במנוע כמותי של 15 מ"ל/ר בנפח גדול של +105 מ"ל/ר, יחס התזוזה המשתנה הוא 8:1, והיעילות של המנוע הכמותי 15 מ"ל/ר גבוהה בהרבה מהיעילות של המנוע המשתנה עובדים בעקירה הקטנה. מהירות נסיעה עד 40-50קמ"ש. עבור מכונות בעלות הספק גבוה, פתרונות מהירים צריכים לעתים קרובות להשתמש בשילוב של מיתוג רב-מנועי והילוך הילוכים המותקן מאחור. תיבת הילוכים ידנית ללא מצמד דורשת עצירה או מהירות נמוכה כדי להעביר הילוכים. עם המצמד, הוא יכול להחליף הילוך בין נסיעות.
הסוגים והמאפיינים של מצב ההתאמה של המנוע ההידראולי בקצה הפלט של התקן ההנעה ההידרוסטטית
הסוגים והמאפיינים של מצב ההתאמה של המנוע ההידראולי בקצה הפלט של התקן ההנעה ההידרוסטטית
4.2) מנוע גלגל חופשי בסכמת מהירות נמוכה
מנועי גלגלים משמשים בתוכניות מהירות נמוכה. מנועי גלגלים הם בדרך כלל מנועי עיקול פנימיים עם פונקציות של גלגל חופשי, אך לא ניתן לשלב אותם עם תיבת הילוכים אחורית, וניתן לשנות את התזוזה המקבילה הכוללת רק על ידי החלפת מספר המנועים המקוונים. לדוגמה, הנעה ארבע גלגלית עוברת להנעה דו גלגלית כדי להגיע להכפלת המהירות והמומנט. ניתן להחליף את המנוע בעל נפח האפס בפתרון המהיר לעיל בין נסיעות ללא פגיעה. עם זאת, מנוע העקומה בגלגל יכול להשיג את פונקציית הגלגל החופשי רק בתנאי חניה או מהירות נמוכה מאוד.
בתוכנית המהירות הנמוכה, מנוע אפס תזוזה + מפחית גלגל שווה ערך למנוע הגלגל, וניתן לשנות את מספר המנועים המקוונים תוך כדי נסיעה. עם זאת, בשל פעולת המפחית, התנגדות הגרירה גדולה יותר.
יש לציין שכאשר המנוע במצב גלגל חופשי או אפס תזוזה, המנוע מאבד את יכולת הבלימה.
4.3) ויסות מנוע דיפרנציאלי)
המהירות המקסימלית המותרת של המנוע תמיד הייתה גורם חשוב המגביל את עליית מהירות הרכב. בפרט, השפעת מנוע הגלגל בסכימת המהירות הנמוכה משמעותית יותר, המהירות המקסימלית המותרת של מנוע הגלגל בפעולה רגילה משתנה עם התזוזה, אך המהירות המרבית היא בערך 200-400ר/דקה, בעוד מהירות הגלגל החופשי יכולה להגיע ל-1000-1200ר/דקה, כך שתוכל לשקול להשתמש במנועי תזוזה שונים כדי להניע גלגלים מונעים שונים. מהירויות נהיגה שונות מתקבלות על ידי התאמת מנועים בנפחים שונים והחלפת מספר המנועים המקוונים. כאשר העומס הקל במהירות גבוהה, מנוע התזוזה הקטן פועל, מנוע התזוזה הגדול מותאם למצב גלגל חופשי או למצב אפס תזוזה כדי לשפר את מהירות הנסיעה. כאשר מהירות כבדה ונמוכה, ארבעה מנועים פועלים בו זמנית כדי להבטיח אחיזה נאותה. מתאים יותר לעומס כבד במהירות נמוכה ולציוד עומס קל במהירות גבוהה.