A Aprendizagem - Sauer-Danfoss

the
circuit
PORT “A”
1.311 ±0.025 GAGE DIM.
[33.30 ±0.64]
PORT “A”
À primeira vista, os desafios de projeto pareciamuma
missão impossível. O programa das autoridades
ambientais para a redução das emissões dos
PORT “B”
motores diesel fora-estrada foi ambicioso ao extremo.
Mas, depois de décadas de desenvolvimento
de componentes com economia de combustível,
a Sauer-Danfoss foi também bem equipada para
atender os novos requisitos. Os EMs podem hoje
confiar na tecnologia hidrostática de alto desempenho,
eficiência para ajudá-los a superar os desafios.
PORT “B”
O Ano de Maior Demanda
Uma estimativa de que 10.000 a 15.000 máquinas
móveis terão sido submetidas a uma grande reformulação
no momento em que os regulamentos de
emissões do “Tier IV” Norte-Americano e do Estágio
IV Europeu serão totalmente implementadas em
2014. Mas, dos 15 anos que se passaram desde
que os primeiros regulamentos foram introduzidos,
2011 é o mais desafiador de todos. Este ano,
os fabricantes precisam satisfazer os requisitos do
Setor Interino 2/Estágio III B - o passo mais significativo
até na campanha para acabar com as emissões
de motores diesel fora de estrada.
"OEMs são confrontadas com a elevação dos custos
de energia e aumentos nos custos do motor. Eles
precisam ser compensados com a melhoria da eficiência
operacional e produtividade do sistema do
COUPLING MUST NOT
PROTRUDE BEYOND
THIS POINT
1.500 38.1 TAPER PER FOOT
COMPATIBLE WITH SAE STANDARD J501
1.000 25.1 NOM
missão: emissões
A demanda da legislação de emissões colocou os OEMs no caminho das
soluções hidráulicas de alto desempenho. A Sauer-Danfoss pode dar
assistência com algumas das tecnologias de alta eficiência, mais avançadas
no mercado.
PORT “A”
veículo", diz Charles Throckmorton, consultor técnico
de marketing
PORT “B”
Gerenciando as Consequências
Com a introdução de novos motores com baixa
emissão, vem uma série de consequências para o
desempenho do veículo: um aumento de 10-20%
de rejeição de calor, uma redução de 5-10% na saída
líquida de potência do veículo, uma redução de
10% no fluxo hidráulico disponível e menos espaço
de instalação disponível em torno do motor. A
Sauer-Danfoss adotou uma abordagem de veículo
por veículo, analisando e avaliando tecnologias
para chegar a soluções ideais para a propulsão,
função de trabalho, funções de gerenciamento do
veículo e controle. Throckmorton está confiante
do resultado. “Através da colocação dos requisitos
do Setor Interino 4/Estágio IV sob minuciosa análise,
identificamos os melhores produtos e soluções
na classe para superar desafios significativos", ele
afirma.
Mais Potência no Solo com H1
Muitas horas nos laboratórios de teste se passaram
no desenvolvimento dos sistemas de propulsão
H1 da Sauer-Danfoss que maximizam a eficiência
do motor, combinando a rotação de entrada
menor de uma bomba H1 com a rotação de saída
maior de um motor de “bent-axis” H1. Com seu
desenho compacto, avançado, os motores e bom-
[101.57 ±0.03]
bas H1 solucionam um número de questões, economizando
em combustível, reduzindo a carga
de calor e aumentando a potência para o solo. Ao
mesmo tempo, eles liberam energia para outras
funções do veículo e espaço no compartimento
do motor, onde os dispositivos pós-tratamento de
escape volumosos são uma exigência.
PORT “B” PORT “A”
A pesquisa também cobriu investigações de
transmissões divididas de potência hidromecânica
(HMT) baseadas na tecnologia do ”bent-axis” de
45 graus. Em cista dos regulamentos de emissões,
o HMT opera particularmente bem, pois permite
a integração de uma sequência de engrenagens
mecânicas com uma transmissão hidrostática infinitamente
variável (IVT). Isto torna possível desvincular
a rotação do motor Diesel da velocidade
no solo, permitindo o controle no "melhor ponto"
para uma economia de combustível ideal.
Refrigeração Sofisticada
Uma maior rejeição de calor foi uma consequência
indesejável da migração para motores com baixa
emissão, criando uma necessidade de soluções de
resfriamento mais sofisticadas para substituir os sistemas
de resfriamento de transmissão tradicionais.
Os sitemas “Fan Drive” Sauer-Danfoss, com comandos
proporcionais e variação da rotação do hélice
estão prontos para realizar esse trabalho. Com sua
funcionalidade "resfriamento sob demanda", eles
regulam a velocidade do ventilador conforme a
necessidade, usando apenas a potência necessária
para manter a temperatura ideal do motor.
"Muitas máquinas fora-estrada que não precisam
Regulamentações EPA and para EU nonroad Emissões de emissions Veículos Fora-de regulations: Estrada(Nonroad) 37 – 560 da UE kW e EPA: [50 37 – 750 - 560 hp] kW [50 - 750 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
.0
0 2 4 6 8 10
NOx (g/kWh)
Interim Tier 4/Stage III B
2008 – 2013
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]
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antecipadamente de um ventilador de esfriamento
acionado hidraulicamente, serão obrigadas a
ter ventiladores de esfriamento com rotação variável,
hidráulicos PORT “A” no futuro. Devido às vantagens
dos sistemas “Fan-drive”, algumas máquinas exigirão
mais do que um desses sitemas", diz Dieter
Könemann, gerente de soluções de aplicações
produtivas e eficientes.
“Um resfriamento distribuído não apenas melhora
a montagem e o estilo do veículo, mas pode
reduzir ainda mais a demanda de potência de
resfriamento em até 50% sobre as soluções dos
ventiladores simples.”
PVG 100 - Potência para MultiTarefas
Mesmo com o mais eficiente sistema de propulsão
instalado, as demandas do fluxo hidráulico
de máquinas de serviço pesado podem elevar o
consumo de vazãoaos limites. É aí que a tecnologiade
compartilhamento de fluxo do PVG100 da
Sauer-Danfoss, com “Load-sensing” e pressão pós-
-compensada é um bônus real para as funções
múltiplas de trabalho.
Com sua funcionalidade proporcional, o PVG 100
distribui o fluxo para cada função de acordo com a
necessidade de carga e fluxo. Quando a demanda
supera a vazão disponível, o PVG 100 ainda mantém
cada função ativa e em funcionamento, apenas
com fluxo proporcionalmente reduzido.
Könemann aponta as oportunidades que essa
função oferece para reduzir o custo do sistema.
“O compartilhamento do fluxo permite que os
engenheiros reduzam o tamanho da bomba, sem
nenhum prejuízopara o desempenho da máquina",
ele diz.
Todo o potencial do PVG 100 pode ser realizado
em combinação com uma bomba de pistões
axiais de circuito aberto da Série 45 “com “load-
-sensing”, e um acionador elétrico PVE. Juntos eles
garantem a máxima e eficiência da função de trabalho
e conservação de energia.
Enquanto a bomba e a válvula “load-sensing” otimizam
o fornecimento do máximo fluxo hidráulico
disponível, os motores orbitais compensam
os níveis reduzidos de potência dos motores de
baixa emissão, através da minimização das perdas
de carga. Sendo outro componente chave
das funções de trabalho, ele também fornece um
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PROTRUDE BEYOND
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COMPATIBLE WITH SAE STANDARD J501
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desempenho de alta eficiência, que minimiza a
geração de calor, reduz o consumo de combustível
e, consequentemente, as emissões.
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Tornando-o Inteligente
Gary LaFayette, engenheiro sênior na equipe de
engenharia dos sistemas avançados, observa, “O
sucesso das soluções hidráulicas no futuro serão
PORT “B”
avaliadas pela sua capacidade de superar as limitações
de potência de motores de baixa emissão
e distribuir a quantidade certa de potência onde
ela é necessária. O gerenciamento eficiente de
potência é crítico".
Para este fim, a Sauer-Danfoss garantiu que todos
os componentes destinados aos veículos de baixa
emissão sejam compatíveis com sua tecnologia
de controle eletrônico avançado, PLUS+1. A distribuição
inteligente de potência é obtida unindo
as funções hidráulicas juntas em uma única rede,
onde todas as funções de trabalho e propulsão
são gerenciadas.
Soluções Acessíveis
Para manter a transparência dos custos durante o
processo de projeto, a Sauer-Danfoss desenvolveu
uma ferramenta de análise de custos do circuito
hidráulico. Isto demonstra claramente os benefícios
de custo que as máquinas de baixa emissão
realmente promovem.
Dieter Könemann explica, “Enquanto o custo de
compra dos sistemas hidráulicos compatíveis
com a baixa emissão serão tipicamente maiores,
como a ferramenta irá mostrar, isto é mais do que
compensado pela redução no consumo anual de
combustível e melhor desempenho.”
Parece que o cumprimento das exigências ambiciosas
de emissões é um desafio manejável depois
de tudo. Uma tecnologia hidráulica avançada está
disponível para realizar o trabalho e os OEMs
podem contar com o apoio especializado da
Sauer-Danfoss para determinar a solução certa de
baixa emissão para suas máquinas. Trabalhar com
as máquinas está se tornando mais limpo e mais
barato. Quem pode dizer não a isso?
Para mais informações sobre as soluções de emissões
da Sauer-Danfoss, visitewww.sauer-danfoss.com.
Artigo 9. Para maiores informações:
TheCircuit@Sauer-Danfoss.com
Total Efficiency
0.90
0.85
0.80
0.75
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Teste de Eficiência
Comparison Motoring Mode, ∆p = 240 bar, 50% of max speed, 11 cSt (80°C)
0.95
S51 45°
H1B 32°
S51 32°
25°
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0.70
25°, 7 pistons
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20 30 40 50 60 70 80 90 100
Displacement ratio [%]
Comparações de motores “bent-axis”, medidos na
mesma bancada de testes, com o mesmo equipamento.
O gráfico mostra a vantagem de eficiência
total medida dos motores “bent-axis” Sauer-
Danfoss (S51 32°/45° assim como o motor H1B 32°)
comparada a produtos novos similaresno mercado
com um ângulo interno menor (25°). Note que
um ângulo reduzido e sete pistões em vez de nove
tem um efeito negativo semelhante sobre a eficiência
do motor.
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
Comparações de bombas de platô variável, medidas
na mesma bancada de teste, com o mesmo
equipamento. O gráfico mostra as vantagens
de eficiência total medida das bombas variáveis
Sauer-Danfoss (S90 e H1P) comparadas a produtos
novos similares no mercado com pistões sólidos
e sapatilhas padrão (20°).