Untersuchung von Rückspeisemöglichkeiten in einem LS System mit Speicher und Optimierung des Tank-/Speicher-Logikventils für eine ruckfreie Zylinderbewegung (Rückspeisemöglichkeiten)
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Motivation
In Load-Sensing (LS) Systemen mit Verstellpumpe wird der Volumenstrom der Hydraulikpumpe entsprechend dem Bedarf der Verbraucher eingeregelt, der Systemdruck orientiert sich dabei an dem höchsten Lastdruck. Energetisch ungünstige Betriebspunkte entstehen in dem System immer dann, wenn mehrere Verbraucher mit unterschiedlichen Lastdrücken gleichzeitig betrieben werden.
Die genannten Verluste können reduziert werden, indem der niedrigere Lastdruck durch Erhöhung des Rücklaufdrucks am Verbraucher angehoben wird. Die an den Druckwaagen abzudrosselnde Druckdifferenz, die die maßgebliche Verlustleistung darstellt, verringert sich dadurch. Technisch umgesetzt werden kann diese Lösung beispielsweise durch eine Rücklaufdruckerhöhung der lastniederen Verbraucher durch Einsatz eines Speichers. Die gespeicherte Energie kann später dem System wieder zur Verfügung gestellt werden.
Projektziele
Die Grundfunktionalität des beschriebenen Systems wurde im Projekt „Reduzierung systembedingter Energieverluste an Druckwaagen in Load-Sensing Systemen durch Reihenschaltung eines Hydrospeichers (Reduzierung systembedingter Druckverluste)“ untersucht. Es wurde zunächst ein Simulationsmodell des Systems aufgebaut. Die durchgeführten Simulationen haben dabei gezeigt, dass bei dem gewählten Zyklus (90° Arbeitsspiel eines Baggers) eine Reduktion der Verlustleistung gegenüber dem konventionellen LS System von bis zu 24 % möglich ist. In der Berechnung nicht berücksichtigt sind die Wirkungsgrade der zur Rückspeisung notwendigen Komponenten.
Damit das genannte Effizienzsteigerungspotential in einem realen System auch erreicht werden kann, muss in diesem Projekt zum einen die Möglichkeit der Nutzung der im Speicher gespeicherten Energie im System untersucht werden. Zum anderen muss das 3/2-Wege-Proportionalventil, das die Zuschaltung der Rücklaufleitung zum Speicher steuert, in Bezug auf eine ruckfreie Zylinderbewegung optimiert werden.
Projektergebnisse
Die Projektergebnisse sind im Abschlussbericht dokumentiert.
Förderung
Das IGF-Vorhaben 20950 N / 1 wurde vom 01.12.2019 bis zum 28.02.2022 über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.