1
2
Sterowaniem nazywamy proces, w którym przez
zmianę wielkości wejściowej (sterującej) wpływa
się na wielkość wyjściową (sterowaną) zgodnie z
określoną dla układu sterującego prawidłowością
3
Układem regulacji nazywamy układ sterowania
wyposażony w dodatkowy człon, umożliwiający mierzenie
wielkości wyjściowej i porównanie jej z zadaną wielkością
wejściową oraz wprowadzenie poprawki, w przypadku
gdy występują między nimi różnice.
4
Sterowanie hydrostatycznych układów napędowych
Sterowanie dławieniowe
Sterowanie objętościowe
dławieniowe
dławieniowe
pierwotne
szeregowe
równoległe
wtórne
posobne
5
5
" Prędkość robocza dowolnego typu odbiornika,
silnika lub siłownika zależy od natężenia
przepływu strumienia zasilającego i
parametrów geometrycznych odbiornika .
6
"
Schemat układu sterowania dławieniowego szeregowego z dławieniem na
dopływie
7
"
"
"
Charakterystyka sterowania dławieniowego szeregowego
8
"
"
"
"
"
Zawór przelewowy jednostopniowy
Zawór przelewowy
bezpośredniego działania
76
9
Siła sprężyny
S=Ą
Ą(D2-d2)/4
Ą
Ą
F=pS
D2=10 mm
D1=4 mm
d2=2 mm
d1=2 mm
p=16 Mpa
p=16 Mpa
F2=1205,8 N
F1=150,72 N
77
10
Zawór przelewowy
bezpośredniego działania
74
11
Zawór przelewowy
bezpośredniego działania
75
12
Zawór przelewowy dwustopniowy
Zawór przelewowy
pośredniego działania
A B
C
82
13
Zawór przelewowy
pośredniego działania
A B
C
79
14
Zawór przelewowy
pośredniego działania(dwustopniowy)
A B
C
80
15
Zawór przelewowy
pośredniego działania
A B
C
81
16
Zawór przelewowy
pośredniego działania
A B
C
85
17
Hydrotronika kierunkiem rozwoju hydrauliki
Tak więc integracja klasycznej hydrauliki,
zminiaturyzowanej elektroniki, zaawansowanej
informatyki prowadzi do powstawania nowego
kierunku rozwoju układów napędowych a nauka
poświęcona tym zagadnieniom coraz częściej
nazywana jest hydrotroniką.
18
Istota techniki sterowania proporcjonalnego
Istotą sterowania proporcjonalnego jest
utrzymywanie proporcjonalności pomiędzy
elektrycznym sygnałem wejściowym (natężenie
prądu lub napięcie sterujące) o małej mocy a
hydraulicznym sygnałem wyjściowym (ciśnienie
lub natężenie przepływu) o znacznie większej
mocy. Zależność ta nie musi być liniowa, ważne
aby była funkcyjna.
19
Zawory proporcjonalne
Sterujące ciśnieniem
Sterujące natężeniem przepływu (regulatory
przepływu)
Sterujące kierunkiem i natężeniem przepływu
(rozdzielacze)
Sterowany parametr jest proporcjonalny do
sygnału sterującego
20
Przebieg sygnałów w technice sterowania
proporcjonalnego
Elektryczny
Elektromagnes Zawory
kierunek i
sygnał
Odbiornik
Moduł płytkowy proporcjonalny z proporcjonalne:
przepływ
Prąd
wejściowy
siła hydrauliczny
mechanizm
wzmacniacza zależnością - rozdzielacze,
siłownik lub
lub
elektrycznego funkcyjną "drogi" - ciśnieniowe,
napędzany
ciśnienie
0 - 1,5A
silnik
najczęściej
droga - natężenia
Euro-Karta lub siły od sygnału
przepływ
hydrauliczny
0 +/- 10V
prądowego przepływu
21
Zawory proporcjonalne
- dwustopniowy rozdzielacz proporcjonalny -
sprężyna
A B
P T
22
Rozdzielacz proporcjonalny
sprężyna
23
Rozdzielacz proporcjonalny
Elektromagnes
sprężyna
proporcjonalny
A B
F F
P T
24
Rozdzielacz proporcjonalny
Elektromagnes
sprężyna
proporcjonalny
A B
F F
P T
Równowaga sił = określone położenie +
+ geometria suwaka = natężenie przepływu
25
Rozdzielacz proporcjonalny  charakterystyka
teoretyczna i rzeczywista
Charakterystyka
teoretyczna
Charakterystyka
rzeczywista
26
Jednostopniowy rozdzielacz proporcjonalny
z elektrycznym sprzężeniem zwrotnym
27
Sterowanie za pomocą rozdzielacza proporcjonalnego
28
Sterowanie elektrohydrauliczne
Rys. Dwustopniowy rozdzielacz
proporcjonalny: stopień wstępny (pilot)
sterowany elektrycznie sygnałem podawanym
na cewki elektromagnesów proporcjonalnych,
stopień zasadniczy sterowany hydraulicznie.
29
Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym za pomocą
rozdzielacza proporcjonalnego
30
31
Obwód sterowania hydraulicznego rozdzielacza
Rys. Instalacja hydrauliczna sterowania rozdzielacza: 1  urządzenie sterownicze, 2 
pompa główna wysokociśnieniowa, 3  zawór bezpieczeństwa pompy, 4  rozdzielacz
sterowany hydraulicznie, 5  nastawnik hydrauliczny, 6  zawór redukcyjny, 7  zawór
bezpieczeństwa obwodu sterowania, 8  zawór zwrotny, 9  akumulator hydrauliczny.
32
Sterowanie rozdzielaczem za pomocą nastawnika
elektrycznego - joysticka
Rys. Przykład budowy nastawnika
elektrycznego dz
wigniowego
dwuosiowego: a) widok z boku, 1 
dz
wignia, 2  korpus, b) widok z góry, c)
charakterystyka prądowa nastawnika
potencjometrycznego: I  natężenie
prądu, x  wychylenie dz
wigni, d)
charakterystyka napięciowa nastawnika
wyłącznikowego: U  napięcie, x 
wychylenie dz
wigni.
33
Sterowanie elektryczne rozdzielaczem czterosekcyjnym
Rys. Przykład schematu instalacji sterowania elektrycznego rozdzielaczem czterosekcyjnym: 1
i 2  nastawniki elektryczne z wbudowanymi wzmacniaczami, 3  czterosekcyjny rozdzielacza
sterowany elektrycznie, 4  akumulator elektryczny, 5  bezpieczniki, 6  wyłącznik główny, 7 
34
lampka kontrolna.
Przekrycie spoczynkowe rozdzielacza
proporcjonalnego
Rozdzielacze proporcjonalne z przekryciem dodatnim
charakteryzują się skokiem martwym tzn. mimo iż
suwak rozdzielacza wychylony jest z położenia
środkowego to przepływ przez rozdzielacz jest zerowy.
Rozwiązaniem tego problemu najczęściej jest
określenie prądu minimalnego na poziomie wartości
powodującej wychylenie suwaka o wartość przekrycia.
35
Rozdzielacze proporcjonalne
Wartości tarcia spoczynkowego są większe od
wartości tarcia ruchowego, co powoduje  skoki
(zjawisko stik-slip) suwaka przy zmianie jego
położenia. Rozwiązaniem tego problemu jest
wprowadzenie szumu  niewielkich drgań
suwaka eliminujących tarcie spoczynkowe.
36
Filtracja
Zanieczyszczenia = zużycie
Szczelina
Jeżeli cząstki Jeżeli cząstki
Jeżeli cząstki
zanieczyszczeń są tej zanieczyszczeń są
zanieczyszczeń są
samej wielkości co większe od szczeliny
mniejsze od szczeliny
szczelina występuje występuje
występuje
szybkie zużycie ryzyko natychmiastowej
niewielkie ryzyko
awarii
zużycia
Uwaga:
Świeży olej w opakowaniu fabrycznym nie jest czysty.
37
Zalecenie:
Napełniać lub uzupełniać układ należy przez filtr 10 mikronowy
Filtracja
y
ródła zanieczyszczeń
Szybkość wnikania cząstek
stałych większych od 10 �
�m
�
�
f&tarcie między
współpracującymi
[liczba cząstek na minutę]
elementami
f&wydziały montażu 105 - 106
f&kawitacja
f&wydziały obróbki mech. 106 - 108
f&zużycie zmęczeniowe
f&korozja
f&maszyny mobilne 108 - 1010
f&otoczenie
f&cząstki stałe
f&woda
38
Filtracja
Wielkość luzu między
Wielkości cząstek
współpracującymi elementami
f&sól stołowa 100 �
�m
�
�
f&cylindry hydrauliczne 50 - 250 �
�m
�
�
f&włos ludzki 70 �
�m
�
�
f&pompy wielotłoczkowe 5 - 40 �
�m
�
�
f&pyłki roślin 25 �
�m
�
�
f&rozdzielacze proporcjonalne 1 - 5 �
�m
�
�
f&bakterie 2 �
�m
�
�
f&pompy zębate (koło-płyta komp.) 0,5 - 5 �
�m
�
�
Granica widzialności oka ludzkiego 40 �
�m
�
�
39
Filtracja  klasy czystości wg ISO
Numer Ilość cząstek w 1 ml
zakresu od do
24 80000 160000
23 40000 80000
Klasa czystości wg ISO
22 20000 40000
21 10000 20000
20 5000 10000
18 / 16 / 13
19 2500 5000
18 1300 2500
17 640 1300
16 320 640
Cząstki e" 2 �m
15 160 320
14 80 160
13 40 80
Cząstki e" 5 �m
12 20 40
11 10 20
Cząstki e" 15 �m
10 5 10
9 2,5 5
Rozdzielacze proporcjonalne wymagają klasy 17/15/12
8 1,3 2,5
7 0,64 1,3
40
Klasa czystości świeżego oleju średnio wynosi 20/18/15
6 0,32 0,64
Materiały filtracyjne
Określenie  materiał 10 mikronowy
Włóknina celulozowa
oznacza, że przeciętna wielkość porów
Włóknina szklana (kompozyt):
wynosi 10 �m. Cząstki stałe
zanieczyszczeń o wielkości równej lub
jednowarstwowa
większej od 10 �m powinny być
wielowarstwowa
wychwycone. Cząstki mniejsze mogą
przedostać się przez materiał filtrujący.
Ilość cząstek przed filtrem
�x =
� =
� =
� =
Ilość cząstek za filtrem
Pojemność filtracyjna [g]
41
Ró
ż
nica ci
ś
nie
ń
"
p [bar]
Materiały filtracyjne
�x [%]
�x
100 000
50,0
= 2
50 000
50 000
100 000
95,0
= 20
5 000
5 000
100 000
98,7
= 75
1 333
1 333
100 000
e" X �m 100 000
99,0
= 100
1 000
1 000
100 000
99,5
= 200
500
500
100 000
99,9
= 1000
100
100
1
Skuteczność filtrowania � = (1- )100
�
42
FILTR
Filtry
43
44