Modelling, analysis and comparison of hydraulic drive configurations for the front wheels of an all wheel drive motor grader

Abstract

Bu çalışmanın konusu, arka tekerlekleri dizel motorla sürülen bir motor greyder aracının ön tekerleklerine tahrik kazandıracak hidrostatik sürüş sistemidir. Tüm Tekerleklerden Çekiş olarak anılan bu sistem aracın çekiş kuvvetinin ve çalışma verimliliğinin artmasını sağlamaktadır. Çalışmada, sistem için gerekli olan hidrolik komponentler (birimler) karakterize edilmiş ve hidrostatik sistemin hesaplamalarına ve hidrolik devre şemasına yer verilmiştir. Hidrostatik sistem Matlab/Simscape ortamında modellenerek çıktılar teorik hesaplamalarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca motor greyder aracının ve hidrostatik sürüş sisteminin matematiksel modeli Matlab/Simulink ortamında oluşturulmuştur. Tork kontrolüne dayanan kontrolcü tasarımında ileri beslemeli kontrol ve geri besleme linearizasyonu (doğrusallaştırma yöntemi) kullanılmıştır. Motor greyder aracı üzerinde uygulanan sistemin test sonuçları simülasyonlar (benzetimler) ile karşılaştırılarak hidrostatik sürüş sistemi doğrulanmıştır.

The subject of this study is the hydrostatic driving system that will drive the front wheels of a motor grader vehicle whose rear wheels are driven by a diesel engine. This system, referred to as All-Wheel-Drive, will increase the traction force and operating efficiency of the vehicle. The hydraulic components required for the system are characterized and calculations of the hydrostatic system and hydraulic circuit diagram are included. The hydrostatic system is modeled in Matlab / Simscape environment and the outputs are compared with theoretical calculations. In addition, the mathematical model of the motor grader vehicle and hydrostatic driving system was created in Matlab / Simulink environment. Feedforward control and feedback linearization are used in the controller design based on torque control. The test results of the system applied on the motor grader vehicle were compared with the simulations and the hydrostatic drive system was verified.