ANTRIEBE UND
ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE I TITEL 02 Seitlich am Motor ist ein separater Motorölkühler angebracht fang gehört zudem ein kompakter Motorölkühler. Wenn der Motor für einen Hydraulikantrieb verwendet wird, sorgt eine Flanschkupplung aus dem Hause KTR für die zuverlässige Verbindung zur Pumpe. Breites Einsatzspektrum Das Grundmodell der OPU, der wassergekühlte 4-Zylinder Hatz 4H50TIC mit 2 l Hubraum und einer Maximalleistung von 55 kW, setzt auf Common-Rail-Technologie, Turbolader und externe Abgasrückführung. Die H-Serie erreicht auch ohne Partikelfilter die Abgasvorschriften Stufe III B (EU) und EPA Tier 4 final (USA), und ist nach einem Downsizing-Ansatz konstruiert, der den Motor laut Hersteller zum kompaktesten und leichtesten seiner Klasse macht. In der OPU-Version sind die H-Motoren ab Werk mit sämtlichen Teilen ausgestattet, die zur Kühlung benötigt werden. Der Anwender muss lediglich Tank, Vorfilter und Förderpumpe sowie Batterie und Steuerung anschließen. Bei der Entwicklung hat Hatz großes Augenmerk darauf gelegt, der OPU ein möglichst breites Einsatzspektrum zu erschließen. Hier stehen in erster Linie Arbeitsmaschinen wie Hebebühnen, Hydraulikaggregate, Forstmaschinen und Bohrgeräte sowie stationäre Anwendungen wie Pumpen und Generatoren im Fokus. Gemeinsame Projektierung Entsprechend kompakt und leistungsfähig muss die Kühlung dimensioniert sein. Zielmarke war es hier, auch bei sehr hohen Umgebungstemperaturen und Dauerbetrieb eine ausreichende Kühlung sowohl der Ladeluft als auch des Motorkühlwassers sicherzustellen. Mit der Auslegung des Kühlsystems wurden die Spezialisten von KTR beauftragt. Franz Fuchs, Projektleiter für die neue Motorserie bei Hatz: „Wir haben KTR bereits während der Motorenentwicklung ins Boot geholt und ihnen sämtliche Anforderungen hinsichtlich Wärmebilanzen, Umgebungstemperaturen, Lautstärke, Abmessungen usw. mitgeteilt.“ Auf dieser Basis projektierten die Rheinenser einen kunden- bzw. motorspezifischen 2-Kreis-Kombikühler für Ladeluft und Motorkühlwasser. Zur Dimensionierung der jeweiligen Kühlerkomponenten nutzten die Ingenieure unter anderem die Simulationssoftware KULI. Mindestens ebenso wichtig ist an dieser Stelle aber auch die Erfahrung der Verantwortlichen, die bei KTR auf zahlreichen Projekten für mobile und stationäre Anwendungen beruht. Tausende Stunden geprüft „Neben der ausreichenden Kühlleistung in jedem denkbaren Einsatzfall waren für uns auch die Abmessungen und das Gewicht entscheidende Faktoren für die Projektierung des Kühlsystems“, so Friedrich Peter, Leiter Motorenkonstruktion bei Hatz: „Gerade in mobilen Anwendungen ist der Bauraum begrenzt – hier zählt jeder Zentimeter. Aber auch das Gewicht ist ein zentrales Thema.“ Deshalb ist die Leistungsdichte des Kombikühlers hoch, und die Kastenmaße der OPU konnten auf 699 x 935 x 807 mm (LxBxH) begrenzt werden. Hier erweist sich das geringe Gewicht des Basismotors als vorteilhaft: Mit 255 kg wiegt das Komplettpaket gerade einmal 82 kg mehr als der Basismotor. Im Anschluss an die gemeinsame Projektierung wurden alle Komponenten der OPU auf den Hatz-Prüfständen mehrere tausend Stunden erprobt. Dabei wurden noch Optimierungspotenziale ermittelt und erschlossen – immer vor dem Hintergrund, dass Hatz-Motoren weltweit für Langlebigkeit, Robustheit und geringen Serviceaufwand bekannt sind. Diesen Anspruch erfüllt auch das Kühlsystem. Jahrelange Kooperation Der Kombikühler ist ohne Zweifel die prägnanteste und größte KTR-Systemkomponente an der OPU der H-Serie von Hatz, aber nicht die einzige: Seitlich am Motor angebracht ist ein separater Ölkühler von gerade einmal 150 x 150 x 70 mm, der mit dem Motorkühlwasser das Motoröl kühlt. Kommt der Motor als Primäraggregat eines hydrostatischen Antriebs zum Einsatz, so wird werkseitig auf der Schwungradseite ein Antriebselement von KTR mitgeliefert bzw. zur Montage empfohlen. Hierbei handelt es sich um eine BoWex- Flanschkupplung, welche die Verbindung zwischen Schwungrad und Hydraulikpumpe herstellt. Die Bogenzahnkupplung dient dazu, den Versatz im Antriebsstrang auszugleichen. Aufgrund ihrer hohen Drehfedersteifigkeit stellt sie zudem sicher, dass keine kritischen Resonanzen auftreten – und trägt damit wesentlich zum Schutz der angrenzenden Komponenten sowie des gesamten Aggregats bei. Zum Einsatz kommt hier eine BoWex- Standard-Flanschkupplung der Serie FLE- PA in der Größe T55, die in einem Standard-SAE-Anschlussgehäuse untergebracht wird. Die Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und Hydraulikpumpe baut dabei sehr kurz. Die montagefreundlichen, drehsteifen und wartungsfreien Flanschkupplungen dieser Serie kommen seit Jahrzehnten in den unterschiedlichsten hydrostatischen Antriebssystemen zum Einsatz. Im Unterschied zu den Kühlsystemen, wo Hatz erstmals bei der H-Serie mit KTR zusammenarbeitet, liefern die Rheinenser bereits seit vielen Jahren Flanschkupplungen an den niederbayerischen Dieselmotorenhersteller. www.ktr.com www.hatz-diesel.com 10 Mobile Maschinen 3/2016
ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE Alternativen zum Dieselmotor Dieselmotoren beherrschen traditionell die Antriebe am Bau und in der Landwirtschaft. Die Einführung der europäischen Abgas - stufe V hat viele Vorteile der Motoren zunichte gemacht. Die meisten Dieselmotoren brauchen dann viel Elektronik, einen Dieselpartikelfilter und verschiedenste andere Komponenten, die den Anschaffungspreis deutlich nach oben treiben. Vor diesem Hintergrund bietet der Motorenhersteller Kubota ein umfan g- reiches Programm an Motoren mit alternativen Kraftstoffen, die wahlweise anstelle der Dieselmotoren eingebaut werden können. Bei vergleichbaren Einbaumaßen (Footprint) hat der Maschinenhersteller alternativ zum Diesel die Wahl zwischen Aggregaten mit Benzin, Erdgas, Treibgas / LPG (Liquified Petroleum Gas) oder CNG (Compressed Natural Gas) als Treibstoff. Berücksichtigt man, dass solch alternative Antriebe auch noch in der Beschaffung günstiger als künftige Dieselmotoren mit aufwendiger Abgasnachbehandlung sind, eröffnet diese Auswahlmöglichkeit neue Perspektiven für viele Anwendungen. www.kubota.de Zuverlässige Dieselmotoren Altenwerder Gussasphalt Technology (AGT) nutzt für mehrere Gussasphalt-Maschinen Dieselmotoren von Hatz. Von Ein- bis Vierzylinder kämen alle Modelle zum Einsatz, da sie sich für lange Standzeiten eigneten, so AGT. In einem Straßenfertiger mit einer 14,5 m Einbaubohle z. B. wird der luftgekühlte Vierzylinder 4L43C mit Dieselpartikelfilter verbaut. Er ist teilbar und dadurch wartungsfreundlich. Die Zylinder sind stehend in Reihe angeordnet und werden von Monoblock-Pumpen mittels Direkteinspritzung mit Kraftstoff versorgt. Die zweite Nockenwelle regelt den Einspritzpumpenantrieb mit Fliehkraft-Verstellregler und automatischem Spritzversteller. Die integrierte Motorschutzautomatik verhindert ein Festlaufen, zum Beispiel bei Überhitzung durch Umgebungsstaub. Der Motor ist komplett schallgekapselt, was die Lärmemissionen um 90 % reduziert. Die Motorfüße sind schwingungsentkoppelt montiert. So wird kaum Körperschall auf den Straßenfertiger übertragen. www.hatz-diesel.com TOUGH SENSORS FOR TOUGH MACHINES Displacement Angle Inclination Sensoren von ASM sind so robust wie die Maschinen, in denen sie arbeiten! Hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit Schutzarten bis IP69K redundante Systeme magnetische Encodertechnologie unempfindlich gegen Feuchtigkeit und Verschmutzung ultraflache Bauformen CANopen/CANJ1939 Schnittstellen verschleißfreie Lösungen Tel. +49 8123 986-0 Mobile Maschinen 3/2016 www.asm-sensor.de 11
