Mobile Maschinen 5/2016

AUS DER FORSCHUNG I STEUERUNGEN UND REGELUNGEN
Die Ventiltechnik spielte bei STEAM eine
zentrale Rolle. Was war Ihr Ansatz?
Vukovic: Wir haben neue Schaltungen mit
Standardkomponenten entwickelt. Diese
Standardkomponenten haben wir verwendet,
um eine höhere Akzeptanz für unsere
Lösung zu generieren. Allerdings geht
damit das Problem der suboptimalen Auslegung
der Ventile für diese Anwendung
einher. Bei einem möglichen Nachfolgeprojekt
müsste man für die Anwendung
optimierte Ventile entwickeln – uns hat in
diesen drei Jahren schlicht die Zeit dafür
gefehlt. Unser Ansatz war es, lediglich die
Funktionsweise und das Potenzial von
STEAM zu belegen.
Synek: Die Aufgabe der Ventilentwicklung
ist nicht am Institut angesiedelt. Dafür
stehen die Kooperationspartner aus der
Industrie zur Verfügung, die an dieser
Stelle auf die Bedürfnisse der Forschung
eingehen sollten.
Heemskerk: Bei STEAM kamen standardisierte
Industriekomponenten zum
Einsatz, da sie leicht miteinander kombinierbar
sind und kein Spezialwerkzeug
benötigen. Wir arbeiten aber an Schnellschalt-Ventiltechnik,
Digitalhydraulik
oder aufgelösten Steuerkannten, die an
die speziellen Bedürfnisse von Offroad-
Anwendungen angepasst sind. Die
system- und anwendungsspezifischen
Anforderungen an die Ventiltechnik, wie
z. B. die optimale Schaltzeit, könnte man
in einem fortgeschrittenen Projekt intensiver
untersuchen.
Gab es bei STEAM noch Potenzial hinsichtlich
des Wirkungsgrades der Pumpe?
Vukovic: Die Nutzung mehrerer abschaltbarer
Pumpen könnte weitere Effizienzgewinne
nach sich ziehen, da man dadurch
Teillastverluste minimieren kann. Meines
Wissens gibt es bereits Forschungs- und
Entwicklungsvorhaben, die in diese Richtung
zielen.
Mager: Potenzial gibt es sicher noch bei der
Betrachtung von Verbrennungsmotor und
Pumpe als eine Einheit. Eine noch intensivere
Betrachtung, unter welchen Bedingungen
beide Komponenten in einem
möglichst guten Wirkungsgradbereich
arbeiten, wäre sicher interessant. Unter
diesem gesamtheitlichen Ansatz würde
auch die Analyse unterschiedlicher
Pumpenkonzepte zu neuen Erkenntnissen
führen. Hierzu müssten allerdings auch
Experten aus der Motorentechnik eingebunden
werden.
Heemskerk: Die Pumpe in unserem
STEAM-Projekt hatte einen guten Wirkungsgrad,
das haben die Messungen
belegt. An der Pumpe selbst ist das Potenzial
also überschaubar. Durch Kombination
mehrerer Pumpen könnte man
noch ein paar Prozent heben, gerade
während des Umschaltvorgangs. An
dieser Stelle haben die Messungen Verluste
von bis zu 15 kW gezeigt.
Unabhängig von STEAM, bietet die Kaskadierung
von Konstantpumpen, die an
manchen Universitäten auch als digitale
Pumpensysteme bezeichnet wird, noch
Möglichkeiten zur Wirkungsgradoptimierung
– jedoch nur dann, wenn die Maschine
auf einen Punkt optimiert werden soll.
Beim Mobilbagger ist eine Verstellpumpe,
speziell auf Grund seiner flexiblen und
vielseitigen Optionsverbraucher, die
bessere Lösung.
Faß: Die Anwendungsvielfalt ist der zentrale
Punkt. Mit einer Konstantpumpe
müsste die Volumenstromkopplung über
den Verbrennungsmotor laufen. Aus Erfahrung
können wir sagen, dass eine
solche Umsetzung mit den neueren Motorengenerationen
immer schwerer wird.
Die Dynamik dieser Motoren ist geringer
als früher, bedingt durch die strengeren
Emissionsrichtlinien. Daher ist der Ansatz
Electric motors for
pumps, generators
and drive systems
from mind to motion
Integrated electronics
Up to 5.4 kW
Battery use
24V – 48V
Robustness
Brushless DC motor
High power
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