Ottimizzazione di trasmissioni power-split idrostatiche per macchine da lavoro

SOMMARIO Nella trasmissione idromeccanica la potenza viene trasmessa parte attraverso un ramo a trasmissione fissa e parte attraverso una ramo a trasmissione variabile, costituito da una classica trasmissione idrostatica; le potenze e le velocità dei due rami si sommano in un ruotismo epicicloidale realizzando una variazione continua di velocità, la quale consente migliore guidabilità del veicolo e di mantenere il motore in condizioni di minimo consumo specifico. Per questo la trasmissione idromeccanica entra in competizione con la trasmissione meccanica tradizionale. Tuttavia, la doppia conversione di energia che si ha nella trasmissione idrostatica abbassa il rendimento dell’intera trasmissione molto al disotto dei valori tipici delle trasmissioni meccaniche, specialmente quando le due macchine idrauliche sono chiamate a funzionare con forti parzializzazioni, basse velocità e basse pressioni. Per questo, il dimensionamento della trasmissione idromeccanica non deve solo soddisfare le pure esigenze funzionali di velocità e coppie da trasmettere, che possono essere garantite da infinite combinazioni delle variabili di progetto, ma deve individuare quella particolare combinazione che conduce la massimo rendimento. In questo lavoro, perciò, il dimensionamento di una trasmissione idromeccanica è posto tramite un problema di ottimizzazione nel quale la funzione obiettivo è il rendimento medio della trasmissione all’interno di tutto il campo di velocità del veicolo, mentre le variabili di progetto sono le cilindrate delle due macchine idrauliche e i rapporti di trasmissione dei ruotismi ordinari ed epicicloidali. Data la complessità del problema, la sua risoluzione con i metodi numerici classici può risultare laboriosa. Sì è preferito perciò ricorrere ad un algoritmo risolutivo di tipo “direct search” basato sul metodo degli sciami, che ha dimostrato una buona velocità di convergenza e di poter superare insidiosi minimi locali. Nel lavoro, il metodo di progettazione ottimizzata sarà applicato allo studio della trasmissione di una benna compatta di 60 kW di potenza.