Väitös konetekniikan alalta, DI Tapio Lantela
Digitaalisilla venttiileillä pienempiä, nopeampia ja energiatehokkaampia hydraulijärjestelmiä.
Diplomi-insinööri Tapio Lantela väittelee 1.6.2018 klo 12 Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulussa, konetekniikan laitoksella, aiheesta Digitaalihydraulinen pienoisventtiilijärjestelmä. Väitöskirjan nimi on englanniksi Miniature Digital Hydraulic Valve System - Pilot operated design with fast response and high flow capacity. Väitöksen ala on konetekniikka, hydraulitekniikka.
Digitaaliset venttiilijärjestelmät koostuvat useista kaksiasentoisista hydrauliventtiileistä, joilla voidaan ohjata hydraulisia toimilaitteita samaan tapaan kuin yleisesti käytetyillä proportionaaliventtiileillä. Digitaaliset venttiilijärjestelmät mahdollistavat kuitenkin esimerkiksi paperikoneissa, junissa tai mobiilirobotiikan sovelluksissa käytettävien hydraulisten toimilaitteiden nopeamman, tarkemman sekä energiatehokkaamman ohjauksen.
Väitöstyön ensimmäisessä osassa kehitettiin erittäin pieni, noin puolen AA-pariston kokoinen, hydrauliventtiili, joka avaa tai sulkee hydraulinesteen virtauskanavan alle kahdessa millisekunnissa. Tutkimuksessa keskityttiin hydraulisten osien suunnittelun lisäksi erittäin nopean sähkömagneettisen toimilaitteen sekä venttiilin ohjauselektroniikan kehittämiseen simulointien ja prototyyppien avulla.
Työn toisessa osassa rakennettiin 32 edellä mainittua pienoisventtiiliä sisältävä venttiilijärjestelmä. Virtaussimuloinnin ja ainetta lisäävien valmistusmenetelmien avulla venttiilijärjestelmän virtauskapasiteetista voitiin tehdä moninkertainen verrattuna parhaisiin vastaavankokoisiin markkinoilta löytyviin venttiileihin, säilyttäen samaan aikaan venttiilijärjestelmän vaste erittäin nopeana.
Tutkimuksessa saatujen tulosten avulla digitaalisia venttiilijärjestelmiä voidaan ottaa käyttöön myös pienikokoisissa hydraulijärjestelmissä. Myös olemassa olevien hydraulijärjestelmien venttiileitä voidaan korvata digitaalisilla venttiilijärjestelmillä parantaen siten hydrauliikan energiatehokkuutta sekä suorituskykyä.
Vastaväittäjät: Professori Torben Ole Andersen, Aalborg Universitet, Tanska ja professori Jouni Mattila, Tampereen teknillinen yliopisto
Valvoja: Professori Matti Pietola, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, konetekniikan laitos
Väitöskirjan verkko-osoite: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/49
Väittelijän yhteystiedot: Tapio Lantela, tapio.lantela@aalto.fi
Paikka: E-sali, Kandidaattikeskus, Otakaari 1