作動油によるエネルギーの節約と漏れの削減

メアリー・ガノン著 | 2014 年 11 月 13 日

流体動力のユーザーは、漏れとシステム効率が常に最優先事項です。 これが、何人かの CCEFP 研究者がシステムのシールと流体を最適化する方法に焦点を当てている理由です。 この研究は、ナッシュビルのヴァンダービルト大学マリオットで開催された同センターの第1回流体力イノベーション＆研究会議で発表された。

トライボロジー、シール、流体に関するトラックを開始したのは、ミルウォーキー工科大学の Paul Michael 氏であり、MSOE 流体力研究所の研究化学者です。 マイケル氏は、さまざまな油圧ポンプやモーターでどの種類の流体が最も効率的かを判断するために研究が行われている油圧流体に関する同研究所の研究を強調した。

研究の目標は「作動油の研究を通じて油圧コンポーネントとシステムの効率を改善すること」だとマイケル氏は語った。 これまでの研究では、研究者らはダイナモメーターとベンチトップ流体試験を通じて、モーターの低速機械効率が大幅に改善されたことを確認しています。

マイケルが発表した最新の研究は、4 つの流体について行われました。HM46-1、無灰鉱物ベースの基本作動油です。 HV46-1、粘度指数向上剤を配合したベースストック。 HEES46-1、エステル合成環境油。 HBMO、高体積弾性率ポリフェノール エステル オイル。

さまざまな圧力と温度でさまざまなベンチトップ機器で流体を研究すると、粘度、圧力、トラクション、摩擦係数の興味深い違いが明らかになりました。

MSOE の研究者は、ポンプのケースドレン流量、補償器の制御圧力流量、方向制御弁の流量損失、油圧モータのケースドレンからの漏れ流量という 4 つの要素を定義してシステムの漏れ流量を測定しました。

マイケル氏は、圧力と温度が上昇すると漏れ流量が増加するのは驚くべきことではないと述べた。 さらに、効率はポンプ入力電力とともに増加します。

彼らは、パーカー ゲロラー モーター、ポクレイン ラジアル ピストン モーター、ダンフォス アキシャル ピストン ポンプを動力源とするダンフォス アキシャル ピストン モーターを研究しました。 4,000 以上のデータポイントを検討した結果、ベースライン流体と最高性能の流体 (HEES46 生分解性エステル) の流体の平均モーター機械効率には約 3% の差があることが判明しました。 各流体のシステムの平均漏れ流量には 20% の差があり、HBMO 流体が最高のパフォーマンスを発揮しました

結論として、マイケル氏は、低速ではモーターの機械的効率が 7 ～ 16% 向上したのに対し、フルレンジ条件ではモーターの機械的効率が 2 ～ 5% 向上したと述べました。 条件の全範囲にわたって、平均システム漏れ流量の 17 ～ 21% の減少が観察されました。

最後に、最大の結論は、高体積弾性率の流体が最も低い漏れ流量を示したため、モデリングは粘度よりも密度と体積弾性率が漏れ流れに影響を与える可能性があることを示唆しているということでした。

研究は、斜板角度センサーを追加し、Stribeck モデルでさらに作業を続けていきます。