Členmi CPS sú partneri z oblasti priemyslu, ktorí využívajú možnosti Centra pre zvýšenie ich konkurencieschopnosti v oblasti vývoja prevodoviek a ich komponentov. Služby CPS sú poskytované aj subjektom mimo Centra.

Vývoj a skúšky hydromechanického variátora IVT 150
Pre transmisie pracovných strojov, ktoré vyžadujú veľkú ťažnú silu najmä pri rozbehu stroja a pri malých rýchlostiach, sú často využívané kombinované hydromechanické prevodovky.
V rámci vývoja neštandardných prevodov vznikol projekt stavby hydromechanického variátora (HMV) na prenos výkonu do 115 kW pod projektovým označením IVT 150.
Tento typ variátora využíva delenie výkonu medzi hydrodynamický menič (HDM), mechanickú vetvu a hydrostatický prevod (HSP). Pri rozbehu stroja, keď sa časť výkonu motora prenáša komplexným HDM, HSP pracuje s cirkuláciou výkonu pri veľmi malej účinnosti. Preto je vhodné tento výkon minimalizovať, aby nedochádzalo k zníženiu účinnosti prenosu v kombinovanom režime v dôsledku nízkej účinnosti prenosu hydrostatickou vetvou.

V rámci rozboru kinematických a momentových pomerov IVT 150 je veľmi dôležité spracovanie dynamických simulačných modelov. Pre tieto úlohy bol základným prostredím SW Matlab s nadstavbami  Simulink a Simedriveline. Vytvorený dynamický simulačný model umožňuje okrem štandardných návrhových výpočtov sledovať v reálnom čase správanie sa jednotlivých prvkov celej transmisie tak, aby počas stendových skúšok bolo možné identifikovať možné vzniknuté nedostatky jednotlivých častí celého systému. V rámci vývoja bol jednou z hlavných úloh vývoj riadiaceho systému. Ten bol vytvorený s využitím Real Time Toolbox programu v prostredí Simulink.
Na overenie vlastností HMV – IVT 150 bol vybudovaný skúšobný stend. Po úspešných skúškach a odladení bol prototyp IVT 150 zabudovaný do skúšobného nákladného vozidla a realizovali sa jazdné skúšky.
Výsledky meraní boli základom pre verifikáciu simulačných počítačových analýz. Poskytujú aj údaje potrebné pre návrh nového riadiaceho systému a informácie dôležité pre konštrukčné návrhy neštandardných komponentov rôznych typov hydromechanickým prevodov. Prinášajú nové poznatky, bez ktorých v budúcnosti nebude možné pokračovať vo výskume a vývoji týchto typov pohonov.

Skúšky stacionárnej prevodovky pre pohon mixérov gumárenských zmesí
Vývoj prevodovky realizovala spoločnosť Transmisie Engineering, a. s., v spolupráci so SjF a s podporou agentúry APVV.
Výsledkom vývoja je nekonvenčná prevodovka pre prenášaný výkon 1,5 MW s diferenciálom na vstupe a dvomi výstupnými hriadeľmi.Na rozdiel od súčasne používaných prevodoviek má takmer o polovicu nižšiu hmotnosť, polovičné zástavbové rozmery a o 30 % vyššiu účinnosť. Uvedená prevodovka bola na pracovisku CPS podrobená skúškam s cieľom:

– odskúšať funkčnosť všetkých komponentov prevodovky,
– stanoviť účinnosť prevodovky pre daný zaťažujúci stav,
– určiť pasívne odpory prevodovky v závislosti od otáčok a teplôt,
– diagnostikovať prevodovku metódami vibrodiagnostiky a určiť možné chyby z nameraných údajov,
– navrhnúť spôsob diagnostiky prevodovky počas prevádzky u zákazníka,
– opticky a bezdemontážne diagnostikovať komponenty prevodovky.

Skúšky prevodoviek pre traktory Zetor Forterra a Proxima
Počas vývoja nového radu prevodoviek v spolupráci s Martimex, a. s., Martin a VÚTR, a. s., Brno pre traktory Zetor Forterra a Proxima bolo cieľom skvalitniť násobič prevodovky, doplniť prevodovku o reverzačnú skupinu známu pod pojmom Power shuttle a umožniť pripájanie výstupného hriadeľa prevodovky pre pracovné nadstavby pod zaťažením pomocou trecích lamiel.
V rámci skúšok prototypu bola navrhnutá vhodná metodika skúšok a bol skonštruovaný skúšobný stend pre jednoúčelové skúšky a riadiaca jednotka na ovládanie elektrohydraulických servoventilov zabezpečujúcich radenie trecích prvkov.
Prezentované projekty predstavujú výber rozsiahleho výskumu v oblasti prevodov a ich komponentov za uplynulé obdobie. Výskumné úlohy tohto zamerania sú prínosom z hľadiska pedagogického, vedeckého a najmä v oblasti spolupráce s priemyslom, kde prínosy možno charakterizovať nasledovne:

– využitie výsledkov a skúseností z danej oblasti pri riešení študentských záverečných prác,
– v oblasti vývoja a výskumu hydromechanických transmisií variátorového typu boli získané nové poznatky, týkajúce sa prenosu výkonu v nekonvenčných transmisiách najmä v oblasti prenosu výkonu vo viacerých vetvách súčasne,
– boli overené možnosti využitia dynamických simulačných modelov transmisií ako súčasti konštrukčného návrhu,
– rozšírenie spolupráce s firmami nielen ako výrobcami, ale aj nositeľmi výskumu a vývoja,
– vytvorenie kvalitného, stabilného výskumného tímu odborníkov na riešenie úloh v danej oblasti,
– príprava dostatočne vzdelaných absolventov, pravidelne nachádzajúcich miesto práve v uvedenej oblasti nielen na Slovensku, ale aj v zahraničí,
– vytvorenie podmienok pre spoluprácu s firmami pri spoločných projektoch výskumu a vývoja, kde ako spoluriešiteľ tvorí CPS časť riešiteľského kolektívu.

Trendy v oblasti prevodových systémov
Na základe úloh v oblasti prevodových systémov, pohonov a kompletných transmisií riešených v období od roku 1996 až do súčasnosti si možno vytvoriť obraz o trendoch vývoja v konštrukcii prevodov pre rôzne aplikácie.
Technické požiadavky na pohonné ústrojenstvo mobilných pracovných strojov, resp. iných dopravných prostriedkov, neustále rastú a celý systém pohonu je čoraz zložitejší. Pred niekoľkými rokmi mnohé konštrukcie transmisií nebolo možné reálne využiť najmä pre zložitosť riadiacich systémov. V súčasnosti je riadiaca elektronika spoľahlivá, dostatočne rýchla, ľahko programovateľná a tým umožňuje efektívne využiť vlastnosti celej transmisie.
V oblasti transmisií mobilných strojov a vozidiel pokračuje na pracoviskách SjF vývoj nových možných koncepcií stupňových prevodoviek pre nákladné automobily s radením pod zaťažením a vývoj hydromechanických prevodoviek pre mobilné stroje. Výskum je zameraný na počítačové simulácie novovytvorených konštrukčných riešení, ktoré využívajú doterajšie výsledky vývoja a výskumu v tejto oblasti.
V oblasti vývoja stacionárnych prevodov sa na základe dopytov od priemyselných partnerov zo Slovenska očakáva zvýšený záujem o vývoj prevodoviek s výkonom do 1,5 MW pre oblasť ťažkého priemyslu konštruovaných na báze planétových prevodov. Pozornosť bude venovaná aj on-line diagnostike prevodových systémov a systémom diagnostiky so zabudovanou vlastnou „inteligenciou“. Dostupnosť softvéru a výkon hardvéru v poslednom období umožňujú v širokom rozsahu nasadiť počítačové simulácie a optimalizácie pomocou MKP pre oblasť vývoja mobilných aj stacionárnych aplikácií.

Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. SUSPP-0009-07.


TEXT/FOTO: doc. Ing. Ľuboš Kučera, PhD., Ing. Igor Gajdáč, Ing. Miroslav Mikita