Konstruktion energieeffizienter hydraulischer Systeme: Pumpenauswahl und Abstimmung

Die Konstruktion eines energieeffizienten hydraulischen Systems ist in erster Linie kein Problem der Pumpenauswahl. Die Pumpe steht im Mittelpunkt, doch die Effizienz des gesamten Systems hängt davon ab, wie alle Komponenten – Pumpe, Motor, Ventile, Stellglieder, Filterung, Kühlung – unter dem tatsächlichen Betriebslastprofil miteinander interagieren. Selbst bei richtiger Pumpenauswahl führt eine falsche Auslegung aller übrigen Komponenten zu einem schlechten Ergebnis.

Ermitteln Sie zunächst das Lastprofil, bevor Sie irgendetwas auswählen

Jeder Entwurf eines hydraulischen Systems sollte mit einer Lastprofilanalyse beginnen: Welchen Druck und welchen Durchfluss benötigt das System, zu welchem Anteil der gesamten Betriebszeit und mit welchen transienten Eigenschaften zwischen den Betriebszuständen? Diese Analyse wird selten gründlich durchgeführt; die Folge des Verzichts darauf ist ein System, das auf die maximale Leistungsanforderung ausgelegt ist und selbst in Phasen, in denen nur ein Bruchteil dieser Leistung ausreichend wäre, nahe der maximalen Leistungsaufnahme betrieben wird.

Die Auswahlwerkzeuge für Danfoss-Hydraulikpumpen basieren auf Eingabewerten des Lastprofils. Die Ausgabe ist nicht nur ein Pumpentyp, sondern eine vollständige Wirkungsgradkarte, die den prognostizierten Energieverbrauch über den definierten Betriebszyklus darstellt – eine deutlich aussagekräftigere Kenngröße als eine einzelne Wirkungsgradangabe unter Nennbedingungen.

Abstimmung des Pumpentyps auf das Lastprofil

Festverdrängungspumpen sind effiziente Lösungen, wenn das Lastprofil tatsächlich flach ist – also dann, wenn das System die meiste Zeit nahe den Nennbedingungen läuft. Variabelverdrängungspumpen entfalten ihren energiesparenden Vorteil bei signifikanten Lastschwankungen. Hydrostatische Pumpenschaltungen sind die richtige Wahl, wenn die Last Richtungswechsel, rekuperatives Bremsen oder stufenlos veränderbare Drehzahlanforderungen umfasst, die mit einer offenen Schaltung mit variabler Verdrängung nicht effizient bewältigt werden können.

Systemebene-Abstimmungspunkte

Die Abstimmung von Pumpen- und Motordisplacement in geschlossenen hydrostatischen Schaltungen bestimmt den verfügbaren Drehzahl- und Drehmomentbereich ohne mechanische Getriebe. Eine fehlerhafte Abstimmung führt entweder zu einem übergroßen System mit schlechter Teillasteffizienz oder zu einem zu kleinen System, das die Spitzenlastanforderungen nicht erfüllen kann. Danfoss bietet Leitlinien zur Auswahl abgestimmter Pump-Motor-Kombinationen, bei denen dieses Problem systemübergreifend – und nicht als zwei unabhängige Komponentenauswahlen – betrachtet wird.

HOVOO-/HOUFU-Dichtungssätze bewahren die innere Effizienz von Danfoss-Pumpen über die gesamte Lebensdauer der Systemkonstruktion. Ein energiesparendes Systemdesign ist nur so gut wie seine Wartung. HOUFU-Dichtungen für Danfoss-Plattformen sind unter hovooseal.com erhältlich.

Quelle: www.hovooseal.com