Hydrostaattiset ja muuttuvan siirtotilavuuden pumput: Danfossin korkean hyötysuhteen HPU

Kysy kymmeneltä hydraulikkoinsinööriltä, mikä ero on hydrostaattisessa piirissä ja tavallisessa avoimessa piirissä toimivassa muuttuvan siirtotilavuuden järjestelmässä, ja saat kymmenen kohtalaisen oikeaa, mutta merkityksellisesti erilaista vastausta. Tämä ei ole huono asia — ero on todellakin arvokas ymmärtää syvällisesti, koska se määrittää, ajaaako kone tehokkaasti, reagoiko ennustettavasti ja kestääkö se kuormien suunnan vaihtoja, jotka tuhoavat huonosti sovitut järjestelmät.

Danfoss on rakentanut hydrauliikkaisen voimayksikkönsä tuotemalliston molempien arkkitehtuurien ympärille, ja valinta niiden välillä ei ole satunnainen. Se johtuu suoraan siitä, mitä sovellus itse asiassa tekee.

Avoin piiri, muuttuva siirtotilavuus: Kun se sopii

Muuttuvan siirtotilavuuden pumppu avoimessa piirissä imee nesteitä säiliöstä, paineistaa nestettä piirin vaatiman mukaisesti ja palauttaa käytetyn nestevirran takaisin samaan säiliöön paluuputken kautta. Kallistuslevyn asento säädellään jatkuvasti vastaamaan järjestelmän tarvetta – vähemmän virtausta, kun toimilaitteet ovat paikallaan tai liikkuvat hitaasti, enemmän, kun työtä tehdään nopeudella.

Danfossin muuttuvan siirtotilavuuden suunnittelut tässä konfiguraatiossa toimivat hyvin yhdessä kuorman tunnistamiseen perustuvien venttiililohkojen kanssa. Pumppu saa signaalin, joka edustaa piirissä olevaa korkeinta kuormituspainetta, ja säätää itseään ylläpitääkseen painemarginaalin sen yläpuolella — tyypillisesti 20–25 bar. Tämän seurauksena ei kuluteta turhaa energiaa paineen ylläpitämiseen korkeammalla tasolla kuin mikä tahansa toimilaite todellisuudessa tarvitsee. Monitoimisille teollisuuskoneille ja useita samanaikaisia kuluttajia käyttävälle liikkuvalle kalustolle tämä on arkkitehtuuri, joka pitää polttoaineenkulutuksen ja lämmöntuotannon hallinnassa.

Hydrostaattiset piirit: eri ongelmajoukko

Hydrostaattinen pumppu toimii suljetussa piirissä. Sen lähtö menee suoraan hydraulimoottoriin — pääpiirissä ei ole säiliötä, ei suuntaventtiiliä eikä tukkumisvaihetta. Pumppu ohjaa kaiken: virtaussuunta määrittää moottorin pyörimissuunnan ja siirtotilavuuden suuruus määrittää moottorin nopeuden. Pieni täyttöpiiri ylläpitää vähimmäispainetta pumpun imuaukossa estääkseen kavitaation syntymisen.

Tämä suljettu arkkitehtuuri poistaa avoimissa piireissä väistämättömät tukkumishäviöt aina kun suuntaventtiili säätää virtausta. Se mahdollistaa myös energian talteenoton — kuormajarruna toimiva moottori voidaan saada toimimaan pumpuna ja palauttamaan energiaa järjestelmään sen sijaan, että se hukataan lämpönä. Liikkuvassa kalustossa, jossa hidastumisia tapahtuu usein, tämä talteenotto näkyy polttoaineenkulutuksessa.

Danfossin HPU-ratkaisu

Danfossin hydrauliset voimayksiköt eivät ole katalogitavaroita, joissa komponentit on valittu erikseen. Pumppu, moottorikäyttö ja ohjauselektroniikka on suunniteltu yhdessä siten, että tehokkuuden optimointi, joka vaatii koordinaatiota koko teho­ketjun läpi, on käytännössä saavutettavissa. Muuttuvan nopeuden moottorikäyttö, joka säätää pumpun syöttönopeutta koordinaatiossa kallistuslevyn asennon kanssa, pystyy saavuttamaan toimintapisteitä, joita kumpikaan ohjaustaso ei kykenisi löytämään itsenäisesti.

Teollisuuslaitosten insinööreille, jotka määrittelevät hydraulisia voimayksiköitä, tämä integraatio lyhentää käyttöönottoaikaa ja poistaa kokeellisen menetelmän, jolla erillisesti hankitut komponentit saadaan toimimaan yhdessä. Liikkuvien laitteiden valmistajille se tuottaa validoitun voimansiirtojärjestelmän, joka täyttää tehokkuus- ja alhaisen päästötason vaatimukset ilman, että niillä olisi tarvetta sisäiseen hydraulijärjestelmien asiantuntemukseen sellaisessa laajuudessa kuin suunnittelu muuten vaatisi.

HOVOO / HOUFU toimittaa tiivistyspakkauksia Danfossin muuttuvan siirtotilavuuden ja hydrostaattisten pumppujen alustoille. Sisäisten tiivistysten kunto on tehokkuusväitteiden perusta — kulunut tiiviste aiheuttaa sisäistä vuotoa, jolloin pumppu ei pysty ylläpitämään ohjausjärjestelmän määrittelemää tuottoa. HOUFU:n tiivistyspakkaukset on mitattu tarkasti Danfossin määrittelyjen mukaisesti. Lisätiedot osoitteessa hovooseal.com.

Lähteä: www.hovooseal.com