W jaki sposób niskoemisyjne technologie hydrauliczne zwiększają konkurencyjność sprzętu?

Związek między wydajnością układu hydraulicznego a emisjami maszyny nie jest skomplikowany, ale łatwo go przeoczyć, gdy rozmowy na temat emisji koncentrują się wyłącznie na silniku, systemie oczyszczania spalin i rodzaju paliwa. W mobilnym sprzęcie napędzanym silnikiem wysokoprężnym układ hydrauliczny stanowi jeden z największych odbiorców mocy silnika — często 35–50% całkowitej mocy — a energia tracona w postaci ciepła zamiast przekształcana w użyteczną pracę to paliwo spalone przez silnik bez efektu.

To ujęcie zmienia sformułowanie pytania. Hydraulika o niskich emisjach nie stanowi osobnej kategorii w stosunku do hydrauliki energooszczędnej. Jest to ta sama inżynieria, ale mierzona na wylocie spalin zamiast na liczniku energii elektrycznej.

Miejsca występowania strat hydraulicznych w emisjach

Zawór bezpieczeństwa, który odprowadza 60 litrów na minutę przy ciśnieniu 250 bar w fazie postoju, pobiera około 25 kW mocy i nie wykonuje żadnej użytecznej pracy. Silnik napędzający pompę generującą ten przepływ odprowadzany przez zawór zużywa paliwo, aby wytworzyć ciepło w zbiorniku oleju hydraulicznego. Przemnóż tę wartość przez ułamek czasu pracy maszyny spędzany w fazie postoju lub przy częściowym obciążeniu — co zwykle stanowi od 50 do 70 procent rzeczywistych cykli roboczych w budownictwie i rolnictwie — a zgromadzone straty paliwa stają się istotne.

Zmiennoprzepływowe pompy z kontrolą zależną od obciążenia eliminują większość tych strat. Pompa zmniejsza swoje wypływy, aby dopasować je do rzeczywistych potrzeb obwodu, zamiast pracować przy pełnym przepływie pod ciśnieniem ogranicznym. Konstrukcje zmiennoprzepływowe firmy Danfoss z kompensacją ciśnienia i przepływu redukują straty w stanie postoju niemal do zera. Oszczędność paliwa wynikająca wyłącznie z tej zmiany – w maszynie, która wcześniej była wyposażona w pompę stałoprzepływową – wynosi zwykle od 15 do 25 procent całkowitego zużycia paliwa przez układ hydrauliczny.

Cyfrowe przemieszczenie: kolejny krok

Technologia cyfrowej pompy przemieszczającej przesuwa krzywą sprawności dalej w zakresie obciążeń częściowych — dokładnie tam, gdzie większość maszyn pracuje przez najdłuższy czas. Konwencjonalne zmienne pompy przemieszczające osiągają praktyczny próg około 5–10% przemieszczenia, poniżej którego utrzymanie stabilności sterowania staje się trudne. Cyfrowa pompa przemieszczająca może działać stabilnie przy przemieszczeniu bliskim zeru, zapewniając wysoką sprawność nawet w fazach niskiego obciążenia, które konwencjonalne konstrukcje obsługują słabo.

Konkurencyjność w praktyce

Emisje sprzętu przesunęły się z pozycji wymagania regulacyjnego do kryterium różnicującego w procesie zakupów na wielu rynkach. Zamawiający floty rządowe w Europie i Ameryce Północnej coraz częściej określają zgodność ze standardem Stage V oraz całkowity cykl życia w zakresie emisji CO₂ jako kryteria oceny, a nie tylko cenę zakupu. Kupujący sprzęt rolniczy, który działa w ramach dużych kontraktów z wymogami raportowania z zakresu zrównoważonego rozwoju, zadają te same pytania.

Maszyna, która wykazuje rzeczywiste oszczędności paliwa na jednostkę wykonanej pracy — ponieważ jej układ hydrauliczny skutecznie przekształca moc wejściową w pracę wyjściową zamiast trać ją w postaci ciepła — ma rzeczywistą przewagę w tych rozmowach zakupowych. Oszczędności można udokumentować danymi pomiarowymi uzyskanymi podczas testów cyklu obciążenia, co stanowi bardziej wiarygodne potwierdzenie niż wartość podana w arkuszu specyfikacji technicznej.

Połączenie konserwacyjne

Wydajność hydrauliczna niskowymiarowych pomp pogarsza się w miarę zużywania się uszczelek. Przecieki wewnętrzne spowodowane degradacją uszczelki tłoka lub wału zmuszają pompę do większego wysiłku w celu utrzymania ciśnienia w układzie, co powoduje zużycie mocy wejściowej bez generowania odpowiedniego wyjściowego przepływu hydraulicznego. W trakcie okresu eksploatacji ta stopniowo narastająca niewydajność skutkuje wzrostem zużycia paliwa i emisji — cicho i bez widocznych usterek, aż do momentu inspekcji uszczelek, która ujawnia różnicę między obecną a zaprojektowaną szczeliną wewnętrzną.

Zestawy uszczelek hydraulicznych HOVOO / HOUFU dla platform Danfoss zachowują geometryczne parametry wewnętrzne, od których zależy wydajność, w granicach tolerancji projektowych. Zaplanowana wymiana uszczelek to jedno z nielicznych działań konserwacyjnych, które bezpośrednio i mierzalnie wspierają utrzymanie niskich emisji. Uszczelki z materiału HOUFU są dostępne w wersjach NBR i FKM dla wszystkich serii pomp Danfoss. Odwiedź stronę hovooseal.com.

Źródło: www.hovooseal.com