Lämpötilan vaikutus proportionaaliventtiilin toimintaan

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2006

Department

Konetekniikan osasto

Major/Subject

Koneensuunnitteluoppi

Mcode

Kon-41

Degree programme

Language

fi

Pages

72 + liitt.

Series

Abstract

Venttiileiden säätö- ja vahvistuselektroniikan sisällyttäminen venttiileihin on poistanut tarpeen erillisille elektroniikkakaapeille tehden venttiilien käytöstä yksinkertaisempaa. Haittapuolena tästä on se, että elektroniikka joutuu toimimaan samassa ympäristössä kuin venttiilikin. Tämä voi joissakin tapauksissa tarkoittaa normaalia korkeampaa käyttölämpötilaa, jota voi olla venttiilin sijoituspaikan takia mahdoton hallita. Kohonnut lämpötila voi johtaa venttiilin osittaiseen vioittumiseen muuttaen sen suorituskykyä tai pahimmassa tapauksessa vaurioitumiseen, jolloin siitä tulee täysin toimintakyvytön. Teollisuuskäytössä on ilmennyt tapauksia, joissa korkeille ympäristön lämpötiloille altistuneet venttiilit ovat lakanneet toimimasta aiheuttaen suurikustanteisia seisokkeja. Vaurioituneet venttiilit olivat olleet käytössä parhaimmillaankin vain kaksi vuotta. Tässä työssä on tutkittu lämpötilan vaikutusta venttiilien suorituskykyyn ja luotettavuuteen. Tutkitut venttiilit olivat koon 6 proportionaalisia paineensäätöventtiileitä. Nämä mekaanisesti lähes identtiset venttiilit erosivat toisistaan elektroniikan ja sisäisen anturoinnin osalta. Toinen oli varustettu perinteisemmällä analogisella säätö- ja vahvistuselektroniikalla kun toisessa elektroniikka oli digitaalista signaalinkäsittelyä hyödyntävä. Kumpaakin venttiiliä voidaan ohjata analogisella signaalilla, mutta digitaalisella elektroniikalla olevaa voidaan lisäksi säätää, ohjata ja monitoroida CAN-väylän kautta käyttäen tähän tarkoitettua ohjelmaa. Venttiileille tehtiin dynaamista suorituskykyä mittaavia testejä varioiden ympäristön lämpötilaa ja testien tulokset analysoitiin. Työhön sisältyi myös proportionaaliventtiilien elektroniikkaan, elektroniikan toiminnan lämpötilariippuvuuteen, sekä venttiilien kunnonvalvontametodeihin liittyvä kirjallisuustutkimus. Siitä ilmeni, että elektroniikan lämpötilaongelmia on tutkittu todella paljon ja teoreettispohjainen lähestyminen tämän tyyliseen ongelmaan on elektroniikan ja sen vaurioitumismekanismien monipuolisuudesta johtuen lähes mahdotonta. Suorituskykytestien toivottiin paljastavan venttiilien käyttäytymisen lisäksi jonkun ennakkoindikaattorin elektroniikan vaurioitumiselle. Venttiilien melko suurista suorituskykyeroista huolimatta muutokset suorituskyvyssä lämpötilan funktiona olivat kummallakin venttiilillä hyvin pieniä. Venttiilit todettiin luotettaviksi huolimatta todellisia oloja huomattavasti suuremmista testauslämpötiloista. Tästä voidaan päätellä, että todellinen vaurioitumismekanismi riippuu enemmän pitkäaikaisesta altistumisesta korkealle lämpötilalle kuin hyvin korkeasta altistumislämpötilasta.

Description

Supervisor

Pietola, Matti

Thesis advisor

Laitinen, Lauri

Keywords

proportional valve, proportionaaliventtiili, electronics, elektroniikka, temperature, lämpötila, performance, suorituskyky, reliability, luotettavuus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120553088

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK