Experimental test bench for investigating the characteristics of a hydraulic drive with an anti-slip device

Abstract

The article presents the development and methodological substantiation of a specialized experimental test bench for investigating the characteristics of a hydrostatic drivewith an anti-slip control system. The study used hardware-in-the-loop (HIL) modeling methods, stall test (maximum-load test) and transient response test protocols. The scientific novelty lies in the comprehensive assessment of the transition passive flow dividers to systems of individual electronic controlof hydraulic motor displacement. The proposed control algorithms are expected to provide more effective damping of critical pressure pulsations than classical proportional controllers. The practicalvalue of the work lies in providing accurate efficiency mapping, which creates a basis for optimizing energy saving in hybrid technology and the modern mobile machines.

Робота присвячена вирішенню складної мультидисциплінарної інженерної задачі – розробці та дослідженню спеціалізованого апаратно-програмного експериментального випробувального стенда для тестування гідростатичних трансмісій з інтегрованими антибуксувальним пристроєм. Головною метою є обґрунтування та розробка концепції експериментального випробувального стенду для комплексного дослідження робочих процесів у гідроприводі мобільної машини з антибуксувальним пристроєм. У процесі дослідження застосовано комплексний підхід, що поєднує закони гідравліки, теорію просторового керування багатомасовими системами та сучасні кіберфізичні HIL-технології. В процесі дослідження також проаналізовано продукцію інноваційних фірм Poclain та Danfoss, зокрема, їхні розробки: CreepDrive, H1 traction control, Twin Lock. Для верифікації параметрів реалізовано специфічні протоколи: тести на утримання з жорстким температурним контролем для оцінки внутрішніх витоків; випробування на перехідний відгук, які імітують раптову втрату зчеплення колеса з ґрунтом шляхом миттєвого скидання опору навантажувального пристрою; а також алгоритми побудови багатовимірних карт ефективності. Проведено ґрунтовний аналіз тенденції переходу від класичних пасивних гідромеханічних компенсаторів до швидкодійних систем індивідуального електронного керування робочим об\"ємом гідромоторів. Наведені рекомендації систем із технічними характеристиками для комплектації експериментального випробувального стенду, а також діапазони та точність досліджуваних параметрів. Отримані результати створюють міцне науково-технічне підґрунтя для вдосконалення систем рекуперації енергії в гідравлічних приводах. Точний облік енергетичного балансу є критично важливим для розробки новітньої мобільної машини, де кожен збережений джоуль гідравлічної енергії прямо пропорційно продовжує час автономної роботи машини від акумуляторних батарей.