Institut für Fahrzeugsystemtechnik

EfHyFo+ - Elektrohydraulische Bedarfstromsteuerung mit Hybridfunktion zur Steigerung der Energieeffizienz von Forstmaschinen

  • Ansprechpartner:

    Marco Wydra

  • Förderung:

    DBU - Deutsche Bundesstiftung Umwelt

  • Partner:

    Weiss Mobiltechnik GmbH

Die Arbeitsantriebe von Forstmaschinen sind häufig hochoptimierte energieeffiziente hydraulisch mechanische Load-Sensing(LS)-Systeme. Diese haben den Vorteil einer verbrauchsgerechten Pumpensteuerung und die Möglichkeit Verbraucher lastunabhängig zu steuern. Prinzipbedingt richtet sich der Systemdruck nach dem lasthöchsten Verbraucher und ist um eine feste LS-Druckdifferenz erhöht. Des Weiteren neigen hydraulisch mechanische LS-Systeme zu Schwingungen. Im Zuge verbesserter elektrohydraulischer Komponenten und dem Einzug computergestützter Systeme zur Überwachung der Maschinen ist es naheliegend, die Steuerungen in der Zukunft ebenfalls zu elektrifizieren. Ein weiterer Vorteil elektrohydraulischer Komponenten ist das einfache Verstellen von Systemparametern, welche es erlauben die Steuerung an den Bediener anzupassen und so den Arbeitsprozess zu optimieren. In einem vorausgehenden Projekt (http://www.fast.kit.edu/mobima/forschung_6725.php) wurde bereits eine elektrohydraulische Bedarfsstromsteuerung entwickelt, die es ermöglicht sowohl die prinzipbedingten Verluste durch die LS-Druckdifferenz zu minimieren, als auch die Steuerung zu verbessern. Der geringere Energieeintrag in Form von Wärme, welcher durch Drosselverluste hervorgerufen wird, kann dazu führen, dass ein Kühler vermieden und der Verbrauch verringert wird. Auch die üblichen Schwingungen können aufgrund der programmtechnisch hinterlegten Reglerstruktur reduziert werden. Mit einem Blick weg von der Pumpe hin zu den Ventilen ist eine weitere Verbesserung der hydraulischen Systeme möglich. So kann durch den Einsatz einer getrennten Zu- und Ablaufsteuerung, der Energieverbrauch in bestimmten Lastfällen weiter gesenkt werden. Dies ist beispielsweise bei aktiven Lasten der Fall. Dabei wird die Last zur antreibenden Größe sodass die Pumpe nicht benötigt wird. Ist der Energieeintrag durch aktive Lasten groß genug, ist es sogar möglich einen Teil der Energie zu rekuperieren. Dafür kann ein Hydrospeicher eingesetzt werden. Mit der Implementierung einer geeigneten Steuerung soll so der Verbrauch minimiert und die Steuerungseigenschaften beibehalten oder sogar verbessert werden.