Content
04-06-2015

Hydraulinen vauhtipyörä HFW (Hydraulic Flywheel)

Päästömääräyksien tiukentuessa, energiavarojen vähetessä ja kulutuksen kasvaessa on ensiarvoisen tärkeää käyttää saatavilla oleva energia tehokkaasti. Taloudellisuus ja vähäpäästöisyys ovat viime vuosina olleet entistä merkittävämmässä roolissa liikkuvien työkoneiden suunnittelussa, eikä suunta näytä muuttuvan. Määräysten ja tavoitteiden saavuttamiseksi pelkästään tehokkaampien komponenttien valinta ei riitä, koko järjestelmän toiminta on optimoitava. Rexroth tarjoaa useita ratkaisuja energiatehokkaampien järjestelmien toteuttamiseen, hydraulinen vauhtipyörä HFW on yksi niistä.

Kaksi suunnittelutapaa

Liikkuvissa työkoneissa joiden ajosykli on säännöllinen ja toistuva, saadaan suurin hyöty ottamalla jarrutusenergiaa talteen. Tällaisessa tapauksessa HFW tukee järjestelmän toimintaa usein tavoin. Jarrutusenergian talteenottoa säädettäessä saadaan tehostettua moottorijarrutusta. Näin saadaan myös estettyä tehokkaasti moottorin pääseminen ylikierroksille samaan aikaan kun koneen liike-energiaa otetaan talteen. Varastoitua energiaa voidaan syöttää takaisin ajovoimansiirtoon. Kiihdytettäessä hydraulijärjestelmästä saatu energia tukee moottoria ja hyötysuhteeltaan paras toiminta-alue saavutetaan nopeammin.

Työkoneen ajon ollessa satunnaista ja epäsäännöllistä, voidaan varastoitua energiaa käyttää tukemaan moottoria kovissa kuormitustilanteissa. Näin saavutetaan merkittäviä parannuksia koneen dynamiikkaan ja mahdollistetaan moottorin pysyminen parhaalla hyötysuhdealueella kuormituksen muuttuessa. Myös tehopiikkien aikana varastoitua energiaa voidaan hyödyntää, eikä polttomoottoria välttämättä tarvitse mitoittaa suurimman tehopiikin mukaan. Hyvin optimoitu järjestelmä pienentää kulutusta ja päästöjä. Lisäksi koneen dynamiikan parantuessa myös tuottavuus kasvaa.

Tutut komponentit toteutukseen

Hydraulinen vauhtipyörä HFW on erillinen avoimen piirin hydraulijärjestelmä. Se koostuu tutuista Rexroth komponenteista: aksiaalimäntäkoneesta, ohjausventtiilistä, paineakusta ja BODAS -ohjaimesta. Järjestelmässä käytetään joko A10VO tai A11VO avoimen piirin pumppua, joka voi säätyä myös negatiiviselle kulmalle. Kaikessa yksinkertaisuudessaan järjestelmän logiikka ohjaa venttiilillä öljyvirtauksen suuntaa ja aksiaalimäntäkoneen toimintaa pumpusta moottoriksi, pyörimissuunnan säilyessä samana. Hydraulinen vauhtipyörä HFW on Rexrothin patentoima järjestelmä. Energian talteenottovaiheessa moottorin akselilta saatu energia muutetaan pumpulla tilavuusvirraksi ja varastoidaan paineakkuun. Talteenotettu energia voidaan ottaa käyttöön kääntämällä öljyn virtaussuunta ja muuttamalla pumpun toiminta moottoriksi.

Integroitavuus nykyiseen järjestelmään

Moderneissa työkoneissa ja esimerkiksi linja-autoissa on suuressa osassa käytössä hydraulinen tuuletinkäyttö. HFW-järjestelmän sovittaminen esimerkiksi tuuletinkäytön avoimeen piiriin on hyvin yksinkertaista ja kustannukset pysyvät alhaisina.

Rinnakkain toimiessa hydraulinen tuuletinkäyttö sekä hydraulinen vauhtipyörä voivat käyttää samaa pumppua, ohjausventtiiliä ja BODAS -ohjainta. Tuuletinkäyttö vaatii yhteisien komponenttien lisäksi hydraulimoottorin ja vauhtipyörä paineakun. Lisäksi kyseisillä komponenteilla ja älykkäällä ohjauksella voidaan toteuttaa automaailmastakin tuttuja toimintoja, esimerkiksi ”start-stop” toiminto.

Varastoimalla liikkuvien koneiden kineettistä ja potentiaalista energiaa ja sitä älykkäästi käyttämällä, voidaan parantaa merkittävästi koneen kokonaishyötysuhdetta. Tämä on suoraan verrattavissa pienempään kulutukseen ja päästöihin. Hyötysuhteen kasvaessa työhön kulutetun energian suhde kasvaa, toisin sanoen sama työ voidaan suorittaa pienemmillä komponenteilla. Tehokas, hyvällä hyötysuhteella toimiva kokonaisuus, on edullinen sekä käyttäjälle että ympäristölle.

 

Search


Yhteydenotto

Patrik Pykäri
Lumpeenkatu 2
33900 Tampere
Puhelin 010 3441 539
patrik.pykari@boschrexroth.fi