12 ELEKTRO 1/2013 4. Regulace hydrostatického přenosu výkonu Při použití tradičních metod řízení nepo-skytují hydraulické přenosy výkonu dobré možnosti pro spojité přizpůsobení charakte-ristik spalovacího motoru trakčním požadav-kům vycházejícím z trakční charakteristiky ani pro systematickou optimalizaci spotřeby spalovacího motoru.Hydrodynamické měniče, které jsou za-loženy na využití kinetické energie přenoso-vého média – oleje – v turbíně, se používa-jí v trakčních kolejových vozidlech poměrně často, a to i ve vozidlech těžké trakce. Přeno-sy výkonů v těchto systémech jsou však stan-dardně spojeny se změnou velikosti mecha-nického převodu a význam hydrodynamic-kého členu spočívá především v eliminaci rázů při změně převodového poměru. Účin-nost hydrodynamických měničů dosahuje až 90 %, avšak výrazně klesá, blíží-li se hodno-ta otáček výstupní hřídele měniče otáčkám hřídele vstupní.Hydrostatické přenosy výkonu se použí-vají ve velké míře pro pohon pracovních me-chanismů na speciálních zemědělských a sta-vebních strojích. Zde jsou však zcela jiné po-žadavky než u trakčního pohonu. Zpravidla je požadována regulace rychlosti zajišťovaná regulací v hydraulickém okruhu při neopti-málním provozu spalovacího motoru. V pří-padě využití hydrostatického přenosu výkonu v trakčním pohonu se dosud vykonává, obdob-ně jako při mechanickém přenosu výkonu, ří-zení na diskrétních převodových stupních da-ných nastavením pevné hodnoty poměrného geometrického objemu β u hydrogenerátoru, popř. i u hydromotoru. U moderních trakčních pohonů stavebních strojů je využívána spojitá hydraulická regulace, kdy automatické řízení převodových poměrů zajišťuje přímo hydro-generátor – vlastní regulací svého pracovního objemu v závislosti na tlakových poměrech v systému přenosu výkonu.S použitím hydrostatického přenosu trakčního výkonu na ko-lejových vozidlech se lze setkat zejména u vozidel s menšími vý-kony, u důlních nebo úzkoroz-chodných vozidel. V současnos-ti je výkon pohonných řetězců s hydrostatickým přenosem vý-konu limitován i parametry do-stupných komponent – omezení výkonem okolo 250 kW.Jedním z příkladů je pohon nově rekonstruovaného moto-rového vozu M21.004, který je po rekonstrukci provozován na Čiernohronské lesní železnici na Slovensku, odvozený z pohonu úzkorozchodných průmyslových a důlních lokomotiv. Na tomto vozidle však není realizována optimalizace spotřeby spalovacího motoru, automatické řízení převodových poměrů zajišťuje vlast-ní regulace hydrogenerátoru, hydromotor je s konstantním objemem, systém umožňuje brzdění motorem.Prostředky mikroprocesorového řízení dá-vají předpoklady pro využití metod automa-tické zpětnovazební regulace v hydrostatic-kém přenosu výkonu ve zcela nové kvalitě. Součinností spojité zpětnovazební regulace hydrogenerátoru a hydromotoru je možné dosáhnout potřebného stanoveného oddělení podmínek práce spalovacího motoru a trakč-ního pohonu tak, aby byl výkon přenášen v souladu s předepsanou trakční charakteris-tikou, se spojitou a plynulou změnou převo-dového poměru a s minimální měrnou spotře-bou paliva pro aktuální výkon. Při takovémto způsobu regulace se možnosti hydrostatické-ho přenosu výkonu blíží v ideálním případě kvalitám elektrického přenosu výkonu, avšak při několikanásobně (i více než troj- až čtyř-násobně) menších objemech a hmotnostech klíčových komponent pohonného řetězce. Tyto skutečnosti se dobře uplatní zejména na speciálních vozidlech lehké trakce, kde jsou často velikost a hmotnost přenosových čle-nů klíčovými parametry. Ačkoliv na fyzikální úrovni nelze vysledovat jednoznačné analogie mezi regulovaným hydrostatickým trakčním přenosem a elektrickým přenosem, na úrov-ni aplikační jsou vlastnosti blízké.Klíčové komponenty hydrostatického pře-nosu výkonu mají účinnosti srovnatelné jako komponenty pro elektrický přenos výkonu. Určitou nevýhodou hydrostatického přenosu výkonu jsou vlastnosti hydraulického okruhu, jednak po stránce dynamické, jednak vzhle-dem na vznik tlakových ztrát. Vznik tlako-vých ztrát ve všech částech hydraulického okruhu způsobuje zmenšení celkové účin-nosti přenosu.Řízení poměrného geometrického obje-mu β, se kterým při regulaci hydrostatic-Obr. 7. Bloková struktura hydrostatického přenosu výkonu ovladač výkonu 10 % 100 %optimální M1t*řízení SM spalovací motor nskut nopt*mechanická vazba hydraulická vazba primární regulace řízení momentu hydrogenerátor regulátor pmax β1 hydromotory trakční odpory regulátor pmin sekundární regulace Obr. 8. Průběhy významných veličin trakčního vozidla s hyd-rostatickým přenosem výkonu F v p MSM pmax F 0 β1 = min β2 = 1 β1 β2 = 1 β1 = 1 β2 = min β1 = 1 β2 = 1 Q v MSM pmin Elektronické řízení hydrostatického přenosu výkonu na kolejovém vozidle prof. Ing. Jaroslav Novák, CSc., Ing. Zdeněk Mašek Ph.D., Ing. Václav Lenoch, Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera (2. část – dokončení)