Utveckling av oljetestrigg för Compactmotorer

• Main Author: Friman, Jakob
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik 2019
• Subjects: Hydraulik; Tribologi; Mechanical Engineering; Maskinteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-165159

Bosch Rexroth i Mellansel, Sverige levererar kompletta hydraulsystem för applikationer som kräver lågt varvtal och högt vridmoment. Hydraulmotorn, som är en radialkolvsmotor med kamring, utvecklas och tillverkas i fabriken i Mellansel där det även finns ett stort hydraullaboratorium för att kunna testa motorerna. Med ökade kundkrav på hydraulvätskor som är miljöanpassade samt brandklassade har detta lett fram till ett behov att undersöka hur olika hydraulvätskor fungerar tribologiskt tillsammans med Hägglunds-motorer. Företaget vill därför kunna utvärdera olika typer av oljor på ett effektivt sätt som inte kräver att nuvarande testboxar töms och rengörs, detta på grund av den stora oljevolymen och den tid det tar för att rengöra alla komponenter. Efter en inledande projektplanering gjordes en litteraturstudie inom tribologi för att få en uppfattning om vad som händer med ytor i rörelse och hur detta appliceras i Hägglunds-motorer. I litteraturstudien ingick även att undersöka vilka befintliga tester för utvärdering av oljor som finns på marknaden och undersöka huruvida dessa är applicerbara tribologiskt mot Hägglunds- motorer. Det finns ett flertal standardiserade tester som utröner enskilda tribologiska egenskaper för olika tribologiska kontakter. Det är möjligt att det kan hittas en uppsättning sådana som kan viktas inbördes och därmed få en modell av en Hägglunds-motor för oljetester. Komplexiteten i de olika tribologiska kontaktytorna i en motor har dock lett till slutsatsen att endast en komplett motor kan ge ett fullständigt svar. De två koncept som tagits fram baseras på den minsta tillgängliga motormodellen, CAb10-8, samt den minsta modellen ur den mest sålda motorfamiljen, CA 50-20. Med dessa motorer valda gjordes beräkningar på effektförluster och dimensionering av pumpar, elmotorer och kylare. Resultatet av detta examensarbete är två koncept som ska vara till underlag för beslut om vidare utveckling av en oljetestrigg. Arbetet medför inget inköp av komponenter eller testning av koncept, detta på grund av den begränsade tidsramen för projektet. Det som behöver undersökas vidare är ifall högeffektsprovning är nödvändigt för denna typ av provning. Är det inte nödvändigt kan det vara möjligt att koncept 2, med någon form av varvtalsbegränsning på motorn, är genomförbart med samma mängd olja som i koncept 1. === Bosch Rexroth in Mellansel, Sweden, delivers complete hydraulic systems for applications that require low speed and high torque. The hydraulic motor, which is a radial piston engine with cam ring, is developed and produced at the factory in Mellansel. At the factory, there is a large hydraulic laboratory for testing the engines. The increasing customer demands for hydraulic fluids that are environmentally friendly and fire-resistant, have led to the need to investigate how different hydraulic fluids affect the Hägglunds motor in terms of tribology. However, due to the large volume of oil required in typical test facilities and the time it takes to clean all components, such studies would be time consuming and costly. The company therefore wants to be able to evaluate different types of oils in an efficient way that does not require the current test oil riggs to be emptied and cleaned after each run. After an initial project planning period, a literature study on tribology was conducted to get a perception of what is happening to the surfaces in motion and how to apply this knowledge to the Hägglunds motor. The literature study also included examining existing tests for evaluating oils that are on the market and examining, whether these tests are applicable to Hägglunds motors. There are a number of standardized tests that assess individual tribological characteristics for different surface contacts. It is possible that a set of standardized tests that together may simulate a Hägglunds motor. However, the complexity of the different tribological contact surfaces in such an engine has led to the conclusion that only a complete motor gives satisfactory results. Two test concepts were developed, one based on the smallest available motor model, CAb10-8 (Concept 1) and another based on the smallest model from the best-selling motor family, CA 50-20 (Concept 2). With these motors selected, calculations were made on power losses and sizing of pumps, electric motors and coolers for possible oil rigs for testing. The results of this thesis are two concepts that will serve as a basis for deciding on the further development of an oil rig. The work did not include the purchase of components or experimental testing of concepts, due to the limited time frame for the project. What needs to be further investigated is how important it is to be able to perform high power tests. If this is not necessary, it may be possible that Concept 2, with some speed limitation on the engine, is feasible with the same amount of oil as in Concept 1.