Quad napędzony sprężonym azotem wyjechał z Katedry Pojazdów Wydziału Mechanicznego Politechniki Opolskiej. To jednak dopiero początek z wielu zastosowań układu pneumatyczno-hydraulicznego, który opracowali nasi naukowcy.

Prace nad prototypem trwały blisko pięć lat. – W pierwszej kolejności chcieliśmy sprawdzić rozwiązanie tajwańskiego naukowca Dien Shaw. To także wynalazca, który ma na swoim koncie wiele patentów i szeroką wiedzę. Naszą uwagę zwróciło jedno z jego rozwiązań – pneumatyczno-hydrauliczne. Jest ono ciekawe z tego względu, że zachodzi w nim konwersja energii pneumatycznej na hydrauliczną w tak zwanych konwerterach energii. Początkowo postanowiliśmy je tylko przetestować. Ostatecznie rozwiązanie to rozwinęliśmy, a w następstwie tego zbudowaliśmy układ napędowy i uruchomiliśmy pojazd – informuje prof. Sebastian Brol z Katedry Pojazdów Wydziału Mechanicznego Politechniki Opolskiej.

– Quad został wyposażony w układ napędowy pneumatyczno-hydrauliczny, który wykorzystuje sprężony gaz jako magazyn energii. Następnie energia zgromadzona w gazie zostaje wykorzystana do tego, żeby przepchać ciecz hydrauliczną poprzez układ napędzając w ten sposób silnik hydrauliczny. Mamy zatem połączone dwa rozwiązania, które są pneumatyczne i hydrauliczne, stąd nazwa: układ pneumatyczno-hydrauliczny – tłumaczy dr inż. Rafał Czok z Katedry Pojazdów Wydziału Mechanicznego Politechniki Opolskiej. – W quadzie jest sterowanie modułowe, jeżeli coś się zepsuje to wymieniamy jeden moduł. To ułatwia badania, rozszerzenie ewentualnego sterowania o elementy, które były potrzebne dla kolejnych algorytmów. Od strony programowej wykonaliśmy cztery algorytmy sterowania, dla każdego z nich ma inną sprawność, a to przekłada się na lepsze bądź gorsze wykorzystanie zgromadzonej energii w sprężonym azocie – dodaje dr inż. Piotr Mróz.

– Nauczyliśmy się sterować pojazdem, dobierać jego konstrukcję w zależności od rodzaju sterowania. Dr inż. Piotr Mróz i dr inż. Rafał Czok wykonali fantastyczną pracę, ponieważ przedstawili i opisali wszystkie czynniki niezbędne do właściwego zaprojektowania takiego układu pneumatyczno-hydraulicznego zgodnie z przyjętymi kryteriami. W trakcie pracy zaobserwowaliśmy wiele zjawisk, które do tej pory nie były opisywane w obszarze nauki, a były to zjawiska związane z konwersją energii, mowa m.in. o duszeniu i dławieniu konwertera. Zwrócono uwagę także na tzw. efekt serpentyny, one wszystkie związane są zarówno ze sterowaniem jak i powiązane z konstrukcją układu – wylicza prof. Sebastian Brol.

Układ pneumatyczno-hydrauliczny świetnie się sprawdził jako napęd quada, ale to początek możliwości jego zastosowań. – Takie urządzenia są bardzo dobre dla ciężarówek, kiedy trzeba wydatkować dużo energii w krótkim czasie. To rozwiązanie również może być stosowane w układach stacjonarnych, np. tam, gdzie trzeba zrobić rozruch wielkiego silnika z wielkimi obciążeniami początkowymi. Nadaje się do transportu bliskiego oraz dla układów hybrydowych, szczególnie tam, gdzie jest ciepło odpadowe– informuje prof. Sebastian Brol.