Robust - Sauer-Danfoss

the
circuit
PORT “A”
1.311 ±0.025 GAGE DIM.
[33.30 ±0.64]
PORT “A”
Først virkede de designmæssige udfordringer
som en umulig opgave. Miljømyndighedernes
plan for at reducere emissioner fra off-road dieselmotorer
var yderst ambitiøse. Efter flere årtiers
PORT “B”
udvikling af brændstofbesparende komponenter
var Sauer-Danfoss imidlertid allerede godt udstyret
til at imødegå alle de nye krav. OEM'er kan i dag
støtte sig til effektiv, højtydende hydrostatisk teknologi
til at hjælpe dem til at imødegå udfordringerne.
PORT “B”
Det mest krævende år
Det anslås, at mellem 10.000 og 15.000 mobile
maskiner vil have gennemgået en omfattende
videreudvikling på det tidspunkt, hvor North
American Tier 4 og European Stage IV emissionsreglerne
er fuldt ud implementeret. Ud af de 15
år, der er gået siden de første regler blev indført,
var 2011 imidlertid det mest udfordrende. I år skal
fabrikanterne tilfredsstille kravene fra Interim Tier
4/Stage III B – det hidtil største skridt i den stadig
hårdere kampagne for at skære ned på emissioner
fra off-road dieselmotorer.
"OEM'er står over for stigende energiomkostninger
og trinvise stigninger i omkostningerne til dieselmotoren.
Disse skal opvejes med forbedringer i
driftseffektivitet og produktivitet af alle køretøjets
systemer”, siger Charles Throckmorton, markedsføringsteknisk
rådgiver.
COUPLING MUST NOT
PROTRUDE BEYOND
THIS POINT
1.500 38.1 TAPER PER FOOT
COMPATIBLE WITH SAE STANDARD J501
1.000 25.1 NOM
mission: emission
Krævende emissionslovgivning har kastet OEM'er ud i jagten på
højtydende hydraulikløsninger. Sauer-Danfoss kan hjælpe med
noget af den mest avancerede, højeffektive teknologi på markedet.
PORT “A”
Håndtering af konsekvenser
Indførelsen af nye lavemissions-dieselmotorer
giver anledning til en række konsekvenser for køretøjers
ydeevne: en stigning på 10-20 % i varmeaf-
PORT “B”
visning, en 5-10 % reduktion i køretøjets ydeevne,
en 10 % reduktion i tilgængeligt hydraulisk flow og
mindre installationsplads omkring motoren.
Sauer-Danfoss har anvendt en fremgangsmåde,
hvor teknologier analyseres og vurderes med
henblik på at opnå de bedst mulige funktionelle
løsninger for fremdrift, arbejdsfunktion, styring og
administration i hver enkelt maskintype. Throckmorton
er ikke i tvivl om resultatet.. “Ved at granske
Tier 4/Stage IV-kravene nøje har vi identificeret
best-in-class produkter og løsninger for at imødegå
de store udfordringer” siger han.
Mere kraft på jorden med H1
Der er gået mange timer på testlaboratoriet med
at udvikle Sauer-Danfoss H1 fremdriftssystemer,
der optimerer motoreffektivitet ved at kombinere
en H1-pumpes lavere indgangshastighed med
den højere udgangshastighed i en H1 bent-axismotor.
Med deres kompakte, fremtidsorienterede
design imødegår H1-pumper og -motorer en
række udfordringer vedr. brændstofbesparelse,
reduktion af varme samt effektforøgelse. Samtidig
frigør de effekt til køretøjets øvrige funktioner og
[101.57 ±0.03]
plads i motorrummet, hvor der i dag stilles krav om
pladskrævende filtre.
Forskningen har også omfattet undersøgelser af
hydromekaniske power split transmissioner (HMT)
baseret på 45-graders teknologi med bøjet aksel.
Ved håndtering af emissionsregler er HMT specielt
velegnet, da det gør det muligt at indbygge et
mekanisk gear med en uendelig variabel hydrostatisk
transmission (IVT). Det gør det muligt at
afkoble motorhastighed fra kørehastighed og derved
opnå styring med det bedste punkt og derved
få den bedst mulige brændstoføkonomi.
PORT “B” PORT “A”
EPA- og EPA EU-regler and EU for nonroad emission emissions fra ikke-vejgående regulations: maskiner: 37 – 560 37 kW - 560 [50 kW – [50 750 - 750 hp] hp]
PM (g/kWh)
.8
.6
.4
.2
.0
0 2 4 6 8 10
NOx (g/kWh)
Tier 1/Stage I
1996 – 1999
Legend:
.8
.6
.4
.2
.0
0 2 4 6 8 10
NOx + HC (g/kWh)
Tier 2/Stage II
2001 – 2004
.8
.6
.4
.2
.0
0 2 4 6 8 10
NOx + HC (g/kWh)
Tier 3/Stage III A
2006 – 2008
.8
.6
.4
.2
Sofistikeret afkøling
Øget varmeafvisning har været en uundgåelig
konsekvens af overgangen til lavemissionsmotorer,
hvilket skaber behov for mere avancerede
køleløsninger til erstatning af traditionelle kølesystemer
med fast drev.
Sauer-Danfoss’ proportionalstyring, drivmotorer
til ventilatorer med variabel hastighed er klar til
at klare opgaven. De anvender "cool-on-demand"
funktionaliteten til at regulere ventilatorhastighed
efter behov – idet de kun bruger den effekt, som er
nødvendig for at opretholde den optimale motortemperatur.
"Mange off-road maskiner, der ikke tidligere havde
brug for en hydraulisk drevet køleventilator, vil i
fremtiden være nødt til at have hydraulisk køleventilatorer
med variabel hastighed. På grund af de
.0
0 2 4 6 8 10
NOx (g/kWh)
Interim Tier 4/Stage III B
2008 – 2013
.8
.6
.4
.2
.0
0 2 4 6 8 10
NOx (g/kWh)
Final Tier 4/Stage IV
2012 – 2015
37 – 55 kW [50 – 74 hp] 56 - 74 kW [75 + 99 hp]
75 - 129 kW [100 - 173 hp]
130 - 560 kW [174 - 750 hp]
1.311 ±0.025 GAGE DIM.
[33.30 ±0.64]
store fordele, som ventilatorsystemerne indebærer,
vil nogle maskiner have brug for mere end én”,
siger Dieter Könemann, ekspert inden for effektive
og produktive PORT “A” applikationsløsninger.
"Distribueret afkøling forbedrer ikke blot emballage-
og køretøjsdesign, men kan yderligere reducere
behovet for køleeffekt med op til 50 % i for-
PORT “B”
hold til løsninger med en enkelt ventilator."
Effekt til multitasking, PVG 100
Selv når det mest effektive fremdriftssystem er
installeret, kan kravene til hydraulisk flow i kraftige
maskiner presse forsyningen til det yderste. Det er
her, at flowfordelingsteknologien i Sauer-Danfoss'
post-regulerede load-sensing PVG 100 ventil er en
rigtig stor hjælp.
PVG 100 distribuerer med sin proportionale funktionalitet
flowet til hver arbejdsfunktion i overensstemmelse
med belastnings- og flowkrav. Når
behovet overstiger forsyningen, holder ventilen
stadig hver funktion i gang, blot med et proportionalt
mindre flow.
Könemann peger på de muligheder, som dette
giver for at reducere de samlede systemomkostninger.
“Flowfordeling gør designingeniører i
stand til at mindske pumpens størrelse uden at
sænke maskinens ydeevne”, siger han.
PVG 100's fulde potentiale kan realiseres i kombination
med en load-sensing Series 45 aksialstempelpumpe
med åbent kredsløb, der er baseret på
det samme load-sensing princip, og en PVE elektrisk
aktuator. Sammen sikrer de maksimal effektivitet
i arbejdsfunktion og energibesparelse.
Mens load-sensing ventilen og pumpen gør mest
muligt ud af det tilgængelige hydrauliske flow,
kompenserer orbitalmotorer for de reducerede
effektniveauer af emissionskompatible motorer
ved at mindske hydrauliske trykfald. De er en
anden vigtig arbejdsfunktionskomponent, der
også giver en højeffektiv ydelse, hvilket mindsker
varmebelastning, reducerer brændstofforbrug og
dermed emissioner.
Gør det smart
Gary LaFayette, senioringeniør i ingeniørteamet
for avancerede systemer, bemærker, “Hvilken suc-
PORT “A” buere den rigtige mængde effekt, hvor PORT der “A” er brug
PORT “B”
COUPLING MUST NOT
PROTRUDE BEYOND
THIS POINT
1.500 38.1 TAPER PER FOOT
COMPATIBLE WITH SAE STANDARD J501
1.000 25.1 NOM
ces hydrauliske løsninger har i fremtiden vil blive
evalueret ud fra deres evne til at overvinde effektbegrænsningerne
i lavemissionsmotorer og distri-
for det. Effektiv effektstyring er yderst vigtig."
Sauer-Danfoss har med sørget for, at alle komponenter,
der er designet til lavemissionskøretøjer,
PORT “B”
er kompatible med den avancerede elektroniske
PLUS+1 styringsteknologi. Intelligent effektfordeling
opnås ved at samle hydrauliske funktioner i
et enkelt netværk, hvorigennem alle fremdrifts- og
arbejdsfunktioner styres.
Økonomiske løsninger
For at opretholde omkostningsgennemsigtighed
under designprocessen har Sauer-Danfoss udviklet
et omkostningsanalyseværktøj for hydrauliske
kredsløb. Dette demonstrerer klart de omkostningsmæssige
fordele, som skiftet til lavemissionsmaskineri
rent faktisk indebærer.
Dieter Könemann forklarer, “Selvom de indledningsvise
købsomkostninger for emissionskompatible
hydrauliksystemer typisk vil være højere,
opvejes dette mere end rigeligt af reduktionen i
årligt brændstofforbrug og forbedret ydeevne.”
Det lader til, at opfyldelsen af de ambitiøse emissionsbehov
alligevel er en overkommelig udfordring.
Der findes avanceret hydraulisk teknologi,
som kan gøre arbejdet, og OEM'erne kan udnytte
Sauer-Danfoss' ekspertbistand til at bestemme de
rigtige lavemissionsløsninger til deres maskiner.
Det bliver både renere og billigere at køre mobilt
maskineri. Hvem kan sige nej til det?
Yderligere information om Sauer-Danfoss' emissionsløsninger
finder du på www.sauer-danfoss.com.
Artikel 9. Yderligere oplysninger:
TheCircuit@Sauer-Danfoss.com
10 11
[101.57 ±0.03]
Effektivitetstest
Total Efficiency
Comparison Motoring Mode, ∆p = 240 bar, 50% of max speed, 11 cSt (80°C)
0.95
0.90
0.85
0.80
S51 45°
H1B 32°
S51 32°
0.75
25°
PORT “B” 25°, 7 pistons PORT “A”
0.70
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Displacement ratio [%]
Sammenligninger for vinkelaksel motorer, målt
på den samme teststander med samme udstyr:
Grafen viser den målte samlede effektivitetsfordel
ved Sauer-Danfoss vinkelakselmotorer (S51
32°/45° og H1B motoren 32°) sammenlignet med
nye sammenlignelige produkter på markedet med
et mindre vinkelområde (25°). Bemærk, at både et
reduceret vinkelområde og syv stempler i stedet for
ni har en tilsvarende negativ indvirkning på motorens
effektivitet.
Comparison Pumping Mode, 60%, 2000 rpm, 11 cSt (80°C)
0.86
0.84
H1P 18°
0.82
0.80
0.78
0.76
0.74
0.72
0.70
20°
S90 17°
0 50 100 150 200 250
∆p [bar]
300 350 400 450 500
Total Efficiency
Sammenligninger for pumper med skråskiver målt
på den samme teststander med samme udstyr:
Grafen viser de målte samlede effektivitetsfordele
ved Sauer-Danfoss skråskivepumper (S90 og H1P)
sammenlignet med nye sammenlignelige produkter
på markedet med faste stempler og standard
”slippers” (20°).