Hydrauliikka-Extra
METSÄALAN AMMATTILEHTI AMMATTILEHTI METSÄALAN
135
Hydraulinen vauhtipyörä HFW (Hydraulic Flywheel)
Uusi Rexroth GFT8000 -vaihdesarja kattaa nimellismomenttialueen 10 kNm:stä aina 130 kNm:iin asti.
Taloudellisuus ja vähäpäästöisyys ovat viime vuosina olleet entistä merkittävämmässä roolissa liikkuvien työkoneiden suunnittelussa, eikä suunta näytä muuttuvan.
P
äästömääräyksien tiukentuessa, ener- giavarojen 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 liikeenergiaa 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.
Hyvä integroitavuus
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.
Hydraulinen vauhtipyörä HFW on erillinen avoimen piirin hydraulijärjestelmä. Se koostuu tutuista Rexroth komponenteista.
Lisää tehoa ajovoimansiirtoon
R
exrothin uuden GFT 8000 -sarjan vaihteet mahdollis- tavat työkoneiden ajovoimansiirron suorituskyvyn kasvattamisen noin kymmenellä prosentilla.
Sarjan modulaariseksi suunnitellut vaihteet täyttävät paljon liikkuvien koneiden tarpeet. Ne koostuvat kaksi- tai kolmeportaisesta planeettapyörästöstä sekä aksiaalimäntämoottorista. GFT 8000 -sarjan vaihteisiin on saatavilla myös integroitu jarru, joka vähentää asennustilan tarvetta ja täyttää tieliikenteeseen tarkoitetuille ajoneuvoille asetetut standardit maailmanlaajuisesti. Paljon liikkuvien työkoneiden, kuten esimerkiksi ruiskutus- ja kuljetusajoneuvojen sekä asfalttikoneiden, ajo-ominaisuuksilla on suuri vaikutus koneen kokonaistuottavuuteen. Rexrothin uudessa GFT 8000 -ajovaihdesarjassa mekaaninen planeettapyörästö siirtää hydraulijärjestelmän välittämän tehon ajoneuvon pyörälle tai telaketjulle. Modulaariseksi suunnitelluissa vaihteissa on käytössä Rexrothin uusimman sarjan kiinteä tai säätyvätilavuuksinen aksiaalimäntämoottori. Moottorit toimivat avoimessa ja suljetussa piirissä. Uusien moottoreiden korkeampi painetaso sekä suurempi maksimi kierrostilavuus yhdessä tarkoin mitoitetun kaksi- tai kolmeportaisen planeettatason kanssa nostavat vaihteiden suorituskykyä noin kymmenellä prosentilla. Tämä parantaa työkoneiden ajovoimansiirron suorituskykyä huo-
mattavasti. Vaihtoehtoisesti koneen valmistajalla on tehon kasvun sijasta mahdollisuus siirtyä käyttämään pienempää vaihdetta, jolloin säästetään asennustilaa. Vaihteisiin lisäoptiona saatava integroitu monilevyjarru vähentää vaihteen tarvitsemaa asennustilaa entisestään. Jarrun suunnittelussa on otettu huomioon työkoneiden käyttöolosuhteet. Se on suojattu hyvin esimerkiksi likaa ja pölyä vastaan. Tämä on erityisen tärkeää muun muassa ruiskutusajoneuvoissa. Yhdistettynä Rexrothin kehittämään High Level Braking -järjestelmään (HLB), dynaamisen jarrun avulla on mahdollista täyttää tiekelpoisille ajoneuvoille asetetut turvallisuusvaatimukset aina 50 km/h nopeuteen asti. GFT8000 -sarja kattaa nimellismomenttialueen 10 kNm:stä aina 130 kNm:iin asti. Pilottiasiakkaiden kanssa suoritettujen kattavien testien jälkeen GFT 8000 -sarjan kaksi ensimmäistä kokoluokkaa ovat siirtyneet sarjatuotantovaiheeseen. Vaihteiden nimellismomentit ovat 20 kNm ja 30 kNm. Loput 7 kokoluokkaa tulevat sarjatuotantoon vielä tämän vuoden ensimmäisellä puoliskolla. GFT 8000 -sarjan modulaarinen rakenne mahdollistaa vaihteiden tärkeimpien ominaisuuksien kuten maksimivääntömomentin ja välityssuhteen valinnan tarkasti kulloiseenkin työkoneeseen sopivaksi. Rexroth toimittaa vaihteet valmiiksi kasattuina ja säädettyinä eikä asiakkaan tarvitse tehdä muuta kuin asentaa vaihde paikalleen.
Lue hydrauliikka-alan uudet uutiset joka päivä www.fluidfinland.fi