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Mobile Maschinen 2/2015

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ANTRIEBE UND

ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE Intelligentes Dieselmanagement vereint mit hydrostatischem Getriebe Zwei-Motoren-Lastschaltgetriebe erschließt neue Anwendungen für die Hydrostatik Torsten Kohmäscher, Rolf Rathke, Markus Plaßmann Die Anforderungen an Leistungsfähigkeit und Robustheit mobiler Arbeitsmaschinen sind sehr hoch. Die simultane Forderung nach dynamischer Maschinenleistung und einem optimalen Wirkungsgrad bringen Dieselmotoren an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Der Markt erwartet einen automatisierten Betrieb des Fahrantriebs, um Komfort und Produktivität zu steigern. Der Antriebsstrang, die Maschinensteuerung und das Leistungsmanagement begegnen dieser Herausforderung wohl vorbereitet. Dr. Torsten Kohmäscher, Projektleiter 2MT, Rolf Rathke, Teamleiter Fahrantriebs-Systementwicklung und Projektleiter BPC, und Markus Plaßmann, Produktmanager, sind Mitarbeiter der Danfoss Power Solutions GmbH & Co. OHG in 24539 Neumünster Kombinierte Fähigkeiten Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat Danfoss in Zusammenarbeit mit einem Getriebepartner eine Lösung entwickelt, in der die intelligente BPC-Software (PLUS+1® Best Point Control) sowie effiziente hydrostatische Komponenten der H1­ Serie mit einem Zwei-Motoren-Getriebe (2MT) kombiniert werden. Diese Systemlösung zielt hauptsächlich auf schwere Maschinen höherer Leistungsklassen ab, deren Dieselmotoren sich in einem Leistungsbereich zwischen 100 und 300 kW bewegen. In derartigen Maschinen sind eine kontinuierliche Zugkraft vom Stillstand bis zur maximalen Fahrgeschwindigkeit sowie eine hohe Getriebespreizung für das Leistungsmanagement erforderlich. Bild 02 zeigt einen Rückezug mit Winden, Schild, Kran und Fahrantrieb in Aktion – eine Arbeitsmaschine für die kombinierte Anwendung von BPC und 2MT. Die folgenden Angaben bieten einen Überblick über die grundlegenden Maschinendaten, die für die Auslegung des hydrostatischen Antriebsstrangs erforderlich sind: n Dieselmotor mit 186 kW bei 2000 min -1 bzw. 148 kW bei 1500 min -1 ; n Zugkraft: 230 kN; n Effizienz Endabtrieb: 81 %; n Fahrgeschwindigkeit: 22,5 km/h. Die Anforderungen an die Steuerung des Antriebsstrangs werden durch das BPC- Konzept erfüllt, während die Anforderungen an die Fahrantriebskomponenten von den hydrostatischen Komponenten und dem Getriebe erfüllt werden. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Drehmomentwandler bietet das BPC-gesteuerte CVT-Getriebe (Continuously Variable Transmission) unverkennbare Vorteile im Hinblick auf Leistungsfähigkeit und Effizienz. Robust und produktiv Drehmomentwandler sind derzeit eine häufige Wahl für Maschinen mit Dieselmotoren vieler Leistungsklassen. Getriebe mit Drehmomentwandler können unter 28 Mobile Maschinen 2/2015

ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE 01 Die Architektur der Kernfunktionen des BPC 02 Rückezug in Aktion Last geschaltet werden, sind relativ kostengünstig und vereinen hohe Leistungsfähigkeit und robuste Bauweise. Die mögliche Einflussnahme der Maschinensteuerung auf die Leistungsfähigkeit ist jedoch begrenzt. Ganz anders das hydrostatische CVT. Die Übersetzung des Getriebes kann über Signale an Pumpe, Motoren und Getriebe stufenlos verstellt und an die aktuelle Lastsituation angepasst werden. Das durch das BPC gesteuerte, hydrostatische 2MT erreicht gegenüber dem Drehmomentwandler ein höheres Produktivitätsniveau und erzielt eine vergleichbare Stabilität, erhebliche Kraftstoffeinsparungen, einen höheren Bedienerkomfort und eine optimierte Kontrollierbarkeit – insbesondere beim Ver zögern und bei steilen Bergabfahrten. Kraftstoffeffizienz Zunächst einige Anmerkungen zur Kraftstoffeinsparung. Um der anhaltenden Forderung des Marktes nach geringen Betriebskosten zu entsprechen, liegt der Fokus beim BPC auf der maximalen Effizienz des Dieselmotors und der Hydrostatik-Komponenten in allen Betriebszuständen. Drehmomentwandler und traditionelle hydrostatische Getriebe laufen mit relativ hoher Dieselmotordrehzahl, insbesondere dann, wenn die Maschine mit niedriger Überlegene Steuerbarkeit bei maximalem Wirkungsgrad Fahrgeschwindigkeit und hoher Zugkraft betrieben wird. BPC hingegen entkoppelt das Verhältnis zwischen Dieselmotordrehzahl und Fahrgeschwindigkeit. Als CVT-Getriebe bietet das hydrostatische Zwei-Motoren-Getriebe eine höhere Spreizung und ermöglicht damit, die Dieselmotordrehzahl variabel an die Leistungsanforderungen der Maschine anzupassen. Je nach Anwendungsbereich und Arbeitszyklus kann dadurch eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs von bis zu 20 % erzielt werden. Gemessen an realistischen Kraftstoffpreisen in Westeuropa, kann sich diese Kraftstoffeinsparung bei Forstmaschinen auf mehr als 10 000 Euro pro Jahr belaufen. Intelligente Steuerungssoftware Die BPC-Software spielt eine zentrale Rolle bei dieser Kraftstoffeinsparung. Die BPC- Software steuert das hydrostatische CVT- Getriebe auf intelligente Art und Weise. Dadurch können die Komponenten des Antriebsstrangs – insbesondere der Dieselmotor – in einem optimalen Effizienz - bereich arbeiten und dies bei gleich bleibender Maschinenproduktivität. In herkömmlichen hydrostatischen Getrieben hat der Fahrer über das Fahrpedal direkte Kontrolle über die Dieselmotor- Oberflächentechnik • kOrrOsiOnsschutz Weltneuheit Nie mehr ROST ! über 6.000 Std. Salzsprühtest, Chemiebeständig Oberflächentechnik: Garantie bis 50 Jahre viel besser und günstiger als Zink Korrosionsschutz OR 6000® - Weltrekord www.OR6000.de BOT.indd BOT DE_MobMasch_Anz_2014 1 185x30 qf 4c.indd 1 22.05.2014 21.05.14 10:34:41 16:59 Mobile Maschinen 2/2015 29