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ONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI
Il presente lavoro ha avuto come primo obiettivo un’estesa campagna di prove statiche e dinamiche su una servovalvola DDV alle temperature di 54°C, -40°C, -20°C, 40°C e 71°C.
La rilevazione delle temperature è stata effettuata attraverso l’utilizzo di otto termocoppie collocate in punti significativi del sistema, di cui quattro sul LFM, grazie alle quali è stato possibile verificare il raggiungimento dell’equilibrio termico dell’intero sistema per poter iniziare i test. Alla lettura di una variazione delle misurazioni degli otto punti di controllo inferiore al 2%, ogni 30 minuti, si è proceduto all’inizio delle singole prove.
Nel corso della campagna condotta si è riscontrata, inoltre, un’anomalia dei dati registrati alla temperatura T= - 54°C attribuita a problemi esterni alla DDV ipotizzando un comportamento anomalo del LVDT in condizioni particolarmente gravose dal punto di vista ambientale.
Successivamente il lavoro svolto si è concentrato sul miglioramento del modello sviluppato presso il DIA.
Al fine di riprodurre il comportamento statico e dinamico di una DDV, in condizioni nominali, si è intervenuti su aspetti ancora non trattati quali l’effetto dell’isteresi magnetica sul LFM e lo smorzamento idraulico sullo spool.
Dall’analisi del comportamento quasi-statico della servovalvola è stata introdotta una modellazione dell’isteresi magnetica che, assieme ad un adeguamento della curva caratteristica di attrito, ha permesso di avere risultati soddisfacenti per ciò che riguarda le prove d’isteresi a piccoli e grandi comandi.
Dall’attenta osservazione dell’architettura della DDV si è deciso di modellare in modo più accurato lo smorzamento idraulico, agendo sui parametri
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caratteristici quali il coefficiente di scarica e la sua variazione rispetto al numero di Reynolds, aspetto rivelatosi fondamentale per ottenere buoni risultati di risposta dinamica.
Sulla base dei risultati di test a diversa temperatura, sono state delineate le possibili cause di variazione di comportamento della DDV, anche facendo riferimento all’analisi di sensibilità descritta nel Capitolo 2, dove sono state considerate le variazioni delle caratteristiche del fluido, quali la densità, la viscosità e la variazione della coercitività dei magneti permanenti.
Per ciò che concerne la variazione del gap assiale con la temperatura, a seguito di dilatazioni/contrazioni termiche, questa non trova un riscontro oggettivo dai test condotti in termini di ordini di grandezza.
Osservando i risultati ottenuti per l’isteresi a grandi comandi è stato necessario introdurre la variazione del guadagno di calibrazione del LVDT, permettendo di ottenere buoni risultati sulla riproduzione dei test quasi-statici.
Analizzando la risposta dinamica del sistema a temperatura ambiente il modello riproduce fedelmente il comportamento in termini di ampiezza e fase fino a frequenze di 60 Hz per piccoli comandi e 100 Hz per grandi comandi. L’analisi del comportamento dinamico del sistema alle diverse temperature ha portato alla conclusione che, variando le caratteristiche fisiche e geometriche dell’intero dispositivo, varia di conseguenza anche il moto del fluido idraulico nel condotto di comunicazione tra i due estremi dello spool e, dunque, il relativo coefficiente di scarica, diretto responsabile della forza di smorzamento da esso percepita.
Il modello riproduce il comportamento del sistema alle differenti temperature fino a frequenze di 20 Hz per piccoli e grandi comandi. Analizzando nel dettaglio tali risposte si nota come alle basse temperature il modello fornisca una riproduzione delle fasi con un errore massimo di 10 deg fino a 100 Hz, sia per piccoli che per grandi comandi, mentre risulti più impreciso alle alte
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temperature. E’ importante sottolineare come in questa condizione operativa tale modello sia in grado di modellare un innalzamento della banda a frequenze più elevate rispetto alla temperatura ambiente (come rilevato dai test), pur con un certo errore di ampiezza (3 dB).
Si osserva come nel presente elaborato l’anomalia dei dati sperimentali ottenuta per T = - 54°C è stata attribuita ad un crollo delle prestazioni dell’LVDT per temperature inferiori a T = - 40°C. Tale aspetto in futuro potrebbe essere approfondito al fine di individuarne con precisione le cause. Per quanto riguarda le pendenze delle curve di isteresi, come anche l’entità delle isteresi stesse sono, in alcuni casi, diverse da quelle predette dal modello per cui potrebbe essere necessario, nel futuro, studiare gli effetti della variazione della molla di centraggio dello spool e la variazione della forza di attrito con la temperatura.
Si sottolinea, inoltre, come l’analisi preliminare di sensibilità alla temperatura abbia portato ad ipotizzare un’importante influenza di quest’ultima sul comportamento dell’attuatore DDV dovuta principalmente alla variazione della viscosità dinamica e del Bulk modulus del fluido idraulico.
Un approfondimento di questi aspetti potrebbe portare a risultati che ricalchino, come grado di precisione, quelli ottenuti a temperatura ambiente fornendo dunque un modello molto più versatile e di precisione elevata.
