Gestione della decompressione in sistemi idraulici con volumi e pressioni elevati = Managment of decompression in high-volume high-pressure hydraulic systems

Lo scopo di questa tesi, svolta in collaborazione con l’azienda Hydraulic Technology System s.r.l., consiste nello studio e la gestione della decompressione in sistemi idraulici caratterizzati da pressioni e volumi elevati. Sistemi oleodinamici che utilizzano attuatori di grandi dimensioni sono ampiamente diffusi in vari settori, quali l’industria meccanica e manifatturiera, le macchine movimento terra, il settore navale, la produzione di energia e il settore minerario. L’olio idraulico è il vettore energetico che fluisce all’interno del circuito. Il suo moto, controllato da valvole direzionali, permette il movimento di estensione o di rientro dell’attuatore. Essendo l’olio un fluido comprimibile, durante la corsa di estensione di un attuatore di grandi dimensioni sottoposto ad alte pressioni di esercizio, esso accumula una grande quantità di energia potenziale idraulica. Se in fase di rientro la valvola direzionale collega in modo istantaneo la camera in pressione alla bocca di scarico, l’energia accumulata in precedenza dall’olio sarà rilasciata in modo incontrollato, causando appunto una decompressione incontrollata. Una soluzione a questo inconveniente può essere l’introduzione nel circuito di un orifizio che, creando una resistenza al flusso dell’olio, sia in grado di ridurre la portata in uscita. Tuttavia ciò comporta un peggioramento delle prestazioni del sistema, oltre che una scarsa gestibilità del componente. L’utilizzo di valvole proporzionali è un’alternativa nella gestione della decompressione. L’obiettivo di questa tesi è sviluppare algoritmi di controllo delle suddette valvole proporzionali, al fine di sfruttarne la versatilità e la modulabilità, e stimare il margine di miglioramento nell’utilizzare queste rispetto al circuito con orifizio. I risultati ottenuti nei vari circuiti adottati sono stati confrontati tra di loro. Le soluzioni con valvole proporzionali si sono rivelate più convenienti in termini di prestazioni rispetto all’utilizzo dell’orifizio: a parità di tempo di simulazione, infatti, si sono constatati miglioramenti fino al 37 % in termini di spazio percorso dall’attuatore, coniugando così il funzionamento in sicurezza del circuito idraulico e una maggiore produttività.