Πώς Βελτιώνουν οι Υδραυλικές Τεχνολογίες Χαμηλών Εκπομπών την Ανταγωνιστικότητα των Μηχανημάτων;

Η σχέση μεταξύ της απόδοσης του υδραυλικού συστήματος και των εκπομπών της μηχανής δεν είναι περίπλοκη, αλλά είναι εύκολο να παραβλεφθεί όταν οι συζητήσεις για τις εκπομπές επικεντρώνονται αποκλειστικά στον κινητήρα, τη μετεπεξεργασία των καυσαερίων και τον τύπο καυσίμου. Στα κινητά μηχανήματα που λειτουργούν με ντίζελ, το υδραυλικό σύστημα αποτελεί έναν από τους μεγαλύτερους καταναλωτές της ισχύος του κινητήρα — συχνά 35 έως 50 τοις εκατό της συνολικής ισχύος — και η ενέργεια που χάνεται ως θερμότητα αντί να μετατραπεί σε χρήσιμο έργο αντιστοιχεί σε καύσιμο που ο κινητήρας κατανάλωσε εις μάτην.

Αυτή η διατύπωση αναδιατυπώνει το ερώτημα. Η υδραυλική τεχνολογία με χαμηλές εκπομπές δεν αποτελεί μια ξεχωριστή κατηγορία από την ενεργειακά αποδοτική υδραυλική τεχνολογία. Πρόκειται για την ίδια μηχανική λύση, με τη διαφορά ότι οι μετρήσεις πραγματοποιούνται στον αυλό του κινητήρα αντί στον ηλεκτρικό μετρητή.

Οι θέσεις όπου εμφανίζονται οι υδραυλικές απώλειες στις εκπομπές

Μια βαλβίδα ασφαλείας που παρακάμπτει 60 λίτρα ανά λεπτό σε πίεση 250 bar κατά τη διάρκεια μιας φάσης στάσης (dwell phase) καταναλώνει περίπου 25 kW και δεν παράγει τίποτα χρήσιμο. Ο κινητήρας που κινεί την αντλία και παράγει αυτή την παρακαμπτόμενη ροή καίει καύσιμο για να παράγει θερμότητα στο υδραυλικό δοχείο λαδιού. Πολλαπλασιάστε αυτό το φαινόμενο με το ποσοστό του χρόνου λειτουργίας της μηχανής που αφιερώνεται σε καταστάσεις στάσης ή μερικής φόρτισης — το οποίο συνήθως ανέρχεται σε 50 έως 70 τοις εκατό στους πραγματικούς κύκλους λειτουργίας σε κατασκευαστικές και γεωργικές εφαρμογές — και η συσσωρευμένη απώλεια καυσίμου γίνεται σημαντική.

Οι αντλίες με μεταβλητή εκτόπιση και έλεγχο με αίσθηση φορτίου εξαλείφουν το μεγαλύτερο μέρος αυτού. Η αντλία μειώνει την παροχή της ώστε να αντιστοιχεί στις πραγματικές ανάγκες του κυκλώματος, αντί να λειτουργεί με πλήρη εκτόπιση εναντίον της βαλβίδας ασφαλείας. Οι σχεδιασμοί μεταβλητής εκτόπισης της Danfoss με αντιστάθμιση πίεσης-παροχής μειώνουν τις απώλειες σε κατάσταση αναμονής σχεδόν στο μηδέν. Η εξοικονόμηση καυσίμου από αυτήν τη μόνη αλλαγή, σε μια μηχανή που προηγουμένως χρησιμοποιούσε αντλία σταθερής εκτόπισης, ανέρχεται συνήθως σε 15 έως 25 τοις εκατό της συνολικής κατανάλωσης καυσίμου του υδραυλικού συστήματος.

Ψηφιακή Εκτόπιση: Το Επόμενο Βήμα

Η τεχνολογία ψηφιακής μετατόπισης των αντλιών μετατοπίζει περαιτέρω την καμπύλη απόδοσης σε μερικά φορτία — ακριβώς στην περιοχή λειτουργίας όπου οι περισσότερες μηχανές λειτουργούν το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου τους. Οι συμβατικές αντλίες μεταβλητής μετατόπισης φτάνουν σε ένα πρακτικό κατώτατο όριο περίπου 5 έως 10% μετατόπισης, κάτω από το οποίο είναι δύσκολο να διατηρηθεί η σταθερότητα του ελέγχου. Μια ψηφιακή αντλία μετατόπισης μπορεί να λειτουργεί σταθερά σε μετατόπιση κοντά στο μηδέν, διατηρώντας υψηλή απόδοση κατά τις φάσεις χαμηλού φορτίου, τις οποίες οι συμβατικές σχεδιάσεις αντιμετωπίζουν ανεπαρκώς.

Ανταγωνιστικότητα στην Πράξη

Οι εκπομπές των εξοπλισμών έχουν μετατοπιστεί από ένα απλό κουτάκι ελέγχου για την τήρηση ρυθμιστικών απαιτήσεων σε ένα κριτήριο διαφοροποίησης κατά την αγορά σε αρκετές αγορές. Οι αγοραστές δημόσιων στόλων στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική καθορίζουν όλο και περισσότερο τη συμμόρφωση προς τη Φάση V και τον συνολικό άνθρακα κατά τον κύκλο ζωής ως κριτήρια αξιολόγησης, και όχι μόνο την τιμή αγοράς. Οι αγοραστές γεωργικού εξοπλισμού που λειτουργούν σε μεγάλες συμβάσεις με απαιτήσεις αναφοράς για τη βιωσιμότητα θέτουν τα ίδια ερωτήματα.

Μία μηχανή που αποδεδειγμένα καταναλώνει λιγότερο καύσιμο ανά μονάδα εκτελούμενης εργασίας — επειδή το υδραυλικό της σύστημα μετατρέπει αποτελεσματικά την εισερχόμενη ισχύ σε χρήσιμο έργο αντί να την απορρίπτει ως θερμότητα — έχει πραγματικό πλεονέκτημα σε αυτές τις συζητήσεις αγοράς. Η διαπίστωση για την απόδοση μπορεί να υποστηριχθεί με μετρημένα δεδομένα από δοκιμές φορτίου, γεγονός που αποτελεί πιο αξιόπιστη θέση από έναν αριθμό σε φύλλο προδιαγραφών.

Η Σύνδεση Συντήρησης

Η υδραυλική απόδοση με χαμηλές εκπομπές εξασθενεί καθώς φθείρονται οι σφραγίδες της αντλίας. Η εσωτερική διαρροή από φθαρμένο έμβολο ή φθαρμένη σφραγίδα του άξονα αναγκάζει την αντλία να λειτουργεί σκληρότερα για να διατηρήσει την πίεση του συστήματος, καταναλώνοντας εισερχόμενη ισχύ χωρίς να παράγει υδραυλική έξοδο. Κατά το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο συντηρήσεων, αυτή η σταδιακή απώλεια απόδοσης συσσωρεύεται σε αυξημένη κατανάλωση καυσίμου και εκπομπές — εν σιγή, χωρίς οποιοδήποτε ορατό σύμπτωμα βλάβης, μέχρις ότου μια επιθεώρηση των σφραγίδων αποκαλύψει τη διαφορά μεταξύ της τρέχουσας και της σχεδιασμένης εσωτερικής ανοχής.

Τα σετ σφραγίδων υδραυλικής αντλίας HOVOO / HOUFU για πλατφόρμες Danfoss διατηρούν την εσωτερική γεωμετρία, η οποία είναι κρίσιμη για την απόδοση, εντός των σχεδιασμένων ανοχών. Η προγραμματισμένη αντικατάσταση των σφραγίδων αποτελεί μία από τις λίγες ενέργειες συντήρησης που διατηρούν άμεσα και μετρήσιμα την απόδοση με χαμηλές εκπομπές. Οι σφραγίδες με σύνθετο υλικό HOUFU είναι διαθέσιμες σε βαθμίδες NBR και FKM για όλες τις σειρές αντλιών Danfoss. Επισκεφθείτε τη διεύθυνση hovooseal.com.

Πηγή: www.hovooseal.com