Ventilgesteuerter hydraulischer Antrieb mit Regenerationsfunktion
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Am Institut für Landmaschinen und Fluidtechnik der Technischen Universität Braunschweig wurde im Rahmen dieses DFG-Projekts nach grundsätzlichen Vorüberlegungen die Simulation eines ventilgesteuerten, hydraulischen Antriebs erstellt. Als Werkzeug dienten dazu AMESim und Matlab/Simulink. Dies soll die Übertragung der Regelalgorithmen auf den geplanten Versuchsstand erleichtern. Zur Realisierung der zu- und ablaufseitigen Verbraucherkontrolle wurden verschiedene Methoden untersucht. Im Zuge des Projektes hat sich gezeigt, dass sich eine sehr große Anzahl an möglichen Betriebsstrategien ergibt. Die Belastungsfälle und die möglichen Betriebsarten wurden analysiert und es wurden daraus passende Betriebsstrategien für beispielhafte Belastungsfälle entwickelt, die jeweils die maximale Energierückgewinnung und damit -einsparung ermöglichen. Die Aufstellung einer Systematik von Betriebsstrategien soll in der aus diesem Projekt resultierenden Dissertation stattfinden. Um die stabilitätskritischen Reglerumschaltungen zu minimieren, wurden Möglichkeiten ermittelt, durch konstruktive Änderungen die Anzahl der benötigten Regler und damit auch der Umschaltvorgänge zu verringern. Die Simulation hat gezeigt, dass eine Energierückgewinnung in bestimmten Betriebsbereichen ein sehr großes Potenzial verspricht. Dabei ist die Einsparung deswegen so bedeutend, da gerade bei ziehenden Lasten, also in den Bereichen, in denen bei konventionellen ventilgesteuerten hydraulischen Antrieben die gesamte zuvor aufgebaute kinetische oder potenzielle Energie verloren geht, die mit diesem System zum Teil zurückgewonnen werden kann. Dementsprechend ist die Einsparung dort am größten, wo zyklusbedingt entweder häufig große Massen abgesenkt oder hohe Drehträgheiten abgebremst werden müssen. Im Zuge der Projektbearbeitung haben sich viele weitere Verbesserungsmöglichkeiten herausgestellt, welche in Zukunft weiter untersucht werden sollten, so zum Beispiel die Ausweitung der Energierückführung durch kontrollierten Blindleistungsumfluss auf den Betriebsbereich drückender Belastungen. Erst die Übertragung des Systems auf einen Versuchsstand kann jedoch den endgültigen Funktionsnachweis erbringen und die in der Realität erzielbaren Leistungseinsparungen aufzeigen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Ventilgesteuerter hydraulischer Antrieb mit Regenerationsfunktion, Landtechnik 63 (2008) H.4, S. 214 bis 215
Steindorff, K.; Harms, H.-H.
- Antriebsenergie sparen durch rückfließenden Ölstrom. Landtechnik 64 (2009) H.2, S. 138 – 140
Steindorff, K.; Harms, H.-H.
- Betriebsstrategien zur Energierückgewinnung an einem hydraulischen Antrieb. Tagungsband: Hybridantriebe für mobile Arbeitsmaschinen, 18.02.2009 in Karlsruhe
Steindorff, K.; Lang, T., Harms, H.-H.
- Ein hydraulischer Antrieb mit Regenerationsfunktion. Mobile Maschinen 2/2009, S. 18 - 20
Steindorff, K.; Harms, H.-H.
- Energy-recovering hydraulic drive. Tagungsband: 7th International Conference on Fluid Power Transmission and Control, 07.-10.04.2009 in Hangzhou, China
Steindorff, K.; Harms, H.-H.
