Sviluppo di un sistema idraulico innovativo di tipo meter-out rigenerativo

Il sistema “Meter Out Sensing” (MOS) rappresenta la più recente e promettente soluzione circuitale per il miglioramento delle performances del controllo idraulico proporzionale dei sistemi multi-attuatore, particolarmente in riferimento alle macchine operatrici mobili. Il funzionamento del sistema MOS è ottenuto tramite un controllo “negativo” del sistema di variazione di cilindrata della pompa idraulica che insegue l’obiettivo di regolare il salto di pressione del sistema ad un valore dato costante, inoltre il sistema è dotato di compensatori capaci di rigenerare la portata. Il sistema gode di diversi vantaggi rispetto allo stato dell’arte, il primo riguarda il risparmio energetico dovuto alla funzione rigenerazione mentre il secondo attiene alla semplicità e relativa economicità per l’assenza di controlli elettronici e sensori. Infatti il sistema, nella sua versione di base, è in grado controllare proporzionalmente la portata e gestire la rigenerazione sia in caso di carichi resistenti che trascinanti, senza l’utilizzo di sensori, controlli elettronici complessi e componenti ad alte prestazioni. Il risparmio energetico è ottenuto tramite la rigenerazione che sfrutta carichi trascinanti e l’interferenza dei carichi per alimentare l’utenza, riducendo le portate elaborate dalle pompe. Nella prima sezione della tesi verrà descritta l’architettura proposta, inoltre sarà elaborata una basilare descrizione matematica dei principi di funzionamento. Questa parte si addentrerà nella descrizione dei componenti costitutivi del sistema MOS e della loro operatività. Sarà inoltre dato spazio all’analisi e al confronto con lo stato dell’arte a livello industriale, contestualizzando il lavoro alla luce delle fonti bibliografiche disponibili in letteratura. La parte successiva sarà dedicata alla presentazione del modello a parametri concentrati sviluppato tramite il software commerciale Amesim. Il modello sarà in grado di descrivere il primo prototipo del sistema Meter Out System, e comprenderà i parametri dei componenti reali come ad esempio aree di passaggio, rigidezza delle molle, masse ecc. Il modello sarà in grado di descrivere cicli di lavoro di una macchina reale e sarà validato tramite tests al banco prova. Ulteriori analisi saranno focalizzate su uno dei componenti più critici del sistema, il compensatore a tre vie. Nel dettaglio verranno analizzate le modalità di funzionamento con l’impiego di tecniche CFD. La terza parte descriverà le attività sperimentali che sono state sviluppate tramite collaborazione industriale. Il prototipo è stato testato su un banco dinamico, il sistema è collegato a un braccio per il sollevamento di un carico che può essere variato aggiungendo o togliendo zavorre modulari. Attraverso queste attività è stato studiato il funzionamento nella condizione di carico resistente (sollevamento) e trascinante (abbassamento), producendo le condizioni operative adatte a validare le funzioni di compensazione, rigenerazione e taglio pressione. Nella parte conclusiva ci si soffermerà sugli sviluppi futuri, con particolare enfasi alle sfide e tematiche ancora aperte, venendo infine a riassumere i principali risultati ottenuti in questo progetto di ricerca.