Fragen und Antworten zur neuen EU-Emissions-gesetzgebung für mobile Maschinen - HYDAC
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Fragen und Antworten
Ausgabe zur neuen EU-Emissions
November 2017
gesetzgebung für
mobile Maschinen
DE 13.200.4 / 11.17
Fragen und Antworten zur
neuen EU-Emissionsgesetz
gebung für mobile Maschinen
Mit der am 16. September 2016 veröffentlichten
Europäischen Emissionsverordnung (EU) 2016/1628 –
Stufe V werden künftig europaweit die strengsten
Emissionsgrenzwerte für mobile Maschinen gelten.
Alle Maschinen, die in den Non-Road-Mobile-Machine
(NRMM) Bereich fallen, also Land-, Bau- und Baustoff
maschinen, Flurförderzeuge, Krane und selbst Binnen
schiffe, müssen von 2019 an ihre Abgas-Emissionswerte
nochmals weiter reduzieren.
Die Verordnung ist EU-weit ab dem 01. Januar 2017
anzuwenden und muss ab dem Stichtag 01. Januar 2019
umgesetzt werden. Ausnahmen bilden Motoren der
Leistungsklasse von 56 kW bis 130 kW, deren Stichtag
erst der 01. Januar 2020 ist.
01 Welches sind die entscheidenden Punkte
der EU-Stufe V in Bezug auf die Gesetzgebung
zur weiteren Emissionsreduzierung?
Erstmals betrifft es Motoren aller Leistungsklassen,
die im NRMM-Bereich eingesetzt werden, also von
0 kW bis größer als 560 kW. Egal, ob es sich um
Fremdzündungs- (SI) oder Selbstzündungsmotoren (CI)
handelt. Ebenfalls findet eine Gleichbehandlung von
Motoren mit variabler oder konstanter Drehzahl statt.
Auch gelten die Emissionsgrenzwerte für Gasmotoren
aller Leistungsklassen.
Zusätzlich zur weiteren Reduzierung von Feinstaub (PM),
DE 13.200.4 / 11.17
Stickoxiden (NOX), Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlen-
monoxid (CO) wird für die Motoren der Leistungsklassen
von 19 kW bis 560 kW ein Partikelanzahlgrenzwert (PN)
von 1 x 1012 # /kWh eingeführt.
3
02 Was ist Feinstaub (PM)?
05 Was sind Kohlenwasserstoffe (HC)?
Feinstaub oder Partikel bestehen hauptsächlich aus Ruß Kohlenwasserstoffe sind eine Familie von Verbindungen
(Kohlenstoffpartikel) und Rückständen von Schmieröl. aus Kohlenstoff und Wasserstoff und bestehen haupt
sächlich aus unvollständig verbrannten Kraftstoff- und
Ölrückständen. Die Konzentration von Kohlenwasser
stoffen in Dieselabgasen ist sehr gering und reduziert
03 Was heißt Partikelanzahlgrenzwert (PN)
und was bedeutet es für den Motoreneinsatz?
sich durch die Verwendung qualitativ hochwertiger
Kraftstoffe, eines effizienten Verbrennungsprozesses
und eines Abgasnachbehandlungssystems weiter.
Rußpartikel entstehen bei der Verbrennung in einem
Motor unter einem extremen Luftmangel. Daher sind
Dieselmotoren und ebenfalls direkteinspritzende
Benzinmotoren sogenannte „Magermischmotoren“, die im
Betrieb Rußpartikel unterschiedlicher Größe erzeugen.
06 Was ist Kohlenmonoxid (CO)?
Mit der EU-Stufe V ist die Einführung eines Partikel Kohlenmonoxid ist eine Verbindung aus Kohlenstoff und
anzahlgrenzwertes (PN) von 1 x 1012 # /kWh für Motoren Sauerstoff, die durch eine unvollständige Verbrennung
der Leistungsklasse von 19 kW bis 560 kW, die in bei unzureichender Luftversorgung gebildet wird.
NRMM zum Einsatz gelangen, gesetzt. Zur Realisierung Dieselmotoren arbeiten mit einem großen Luftüberschuss
des Grenzwertes wird der zusätzliche Einsatz eines und stoßen deshalb normalerweise nur geringe Mengen
Partikelfilters zwingend erforderlich werden. Kohlenmonoxid aus.
04 Was sind Stickoxide (NOX )? 07 Was ist Kohlendioxid (CO2 )?
Stickoxide bestehen aus Stickstoffmonoxid (NO) und Kohlendioxid ist eines von zwei natürlichen End
Stickstoffdioxid (NO2). Stickoxide bilden sich, wenn produkten der Verbrennung, das andere ist Wasser.
Sauerstoff und Stickstoff aus der Luft während des CO2 ist nicht giftig und die Menge ist direkt proportional
Verbrennungsvorgangs bei hohen Temperaturen und zum Kraftstoffverbrauch. CO2 trägt zum sogenannten
unter hohem Druck reagieren. Treibhauseffekt bei, der das Klima beeinflusst.
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
4 5
08 Werden CO2 -Emissionen reguliert?
Nein, bei mobilen Arbeitsmaschinen gibt es keine
Vorschriften bezüglich des CO2-Ausstoßes.
Regierungen, politische Parteien und internationale
und nationale Institutionen fordern jedoch zunehmend,
z. B. von der Automobil-, Bau- und Landmaschinen
industrie, Produkte mit immer geringeren CO2-Emissionen
zu produzieren. Die Anforderung gilt auch für Benutzer
dieser Produkte, die die Maschinen so kraftstoffsparend
wie möglich betreiben müssen.
09 Wie können die CO2 -Emissionen von Motoren reduziert
werden?
Die einzige Möglichkeit, den CO2 -Ausstoß zu reduzieren,
besteht in einem geringeren Kraftstoffverbrauch.
Somit sind kraftstoffsparende Motoren und effiziente
Antriebs- und Hydrauliksysteme auch beim Streben nach
geringeren CO2 -Emissionen wichtige Faktoren.
10 Worin liegt der Unterschied bei den vorgegebenen
Emissionswerten der EU-Stufe IV zur zukünftigen
EU‑Stufe V ?
Erstmals werden alle Motoren der Leistungsklasse von
0 kW bis größer als 560 kW für den Einsatz in NRMM in
die EU-Verordnung einbezogen. Zur weiteren Reduzierung
des Feinstaubanteils (PM) kommt für die Motoren von
19 kW bis 560 kW noch eine Begrenzung der maximalen
DE 13.200.4 / 11.17
Partikelanzahl von 1 x 1012 # /kWh hinzu. Es werden alle
Verbrennungsmotoren (Benzin, Diesel, Gas etc.) mit
einbezogen und es findet auch eine Gleichbehandlung
der Motoren mit variabler oder konstanter Drehzahl statt.
7
11 Wann tritt die europäische Emissionsverordnung (EU)
2016 /1628 der Stufe V in Kraft?
Am 16. September 2016 wurde sie im EU-Amtsblatt Alle ab dem 01.01.2019 produzierten Motoren für den Non-Road-
veröffentlicht und muss als Verordnung nicht in nationales Mobile-Machine (NRMM) Einsatz müssen der EU-Stufe V ent-
Recht umgesetzt werden, um gültig zu sein. Die Emissions sprechen; außer den Motoren der Leistungsklasse von 56 kW bis
verordnung ist ab dem 01.01.2017 anzuwenden und muss 130 kW, deren Stichtag ist erst der 01.01.2020.
ab dem 01.01.2019 im europäischen Produktionsraum
umgesetzt werden.
NOX PM [g/kWh] Gültig für alle Arbeits- Gültig für alle Arbeits-
EU-Stufe I maschinen und Aggregate maschinen, Maschinen,
9,2 | 0,54 mit Dieselmotoren Aggregate und
für den NRMM-Bereich Verbrennungsmotoren,
10.0 0.50 die im NRMM-Bereich
von 19 kW bis < 560 kW eingesetzt werden,
8.0 0.40 von 0 kW bis 56 kW
EU-Stufe II und 130 kW bis > 560 kW
6,0 | 0,20
6.0 0.30
EU-Stufe IIIA
4,0 | 0,20 von 56 kW bis 130 kW
4.0 0.20
EU-Stufe IIIB
2,0 | 0,025
2.0 0.10 EU-Stufe IV EU-Stufe V
0,4 | 0,025 0,4 | 0,015
0
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
0
0,4 | 0,01
2.0 0.10 EURO VI
2,0 | 0,02
EURO V
4.0 0.20 3,5 | 0,02
EURO IV
6.0 0.30 5,0 | 0,10
EURO III
8.0 0.40
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
10.0 0.50
NOX PM [g/kWh]
8 9
12 Werden alle ab 2019 und danach in den betroffenen
Marktbereichen für den Verkauf verfügbaren NRMM mit
Motoren ausgestattet sein, die die Anforderungen von
EU-Stufe V erfüllen?
Die Verordnung 2016 / 1628 enthält eine Übergangs
bestimmung und Ausnahmeregelung (§ 58) mit einer
Übergangsperiode von 24 Monaten, in denen noch
Motoren einer vorherigen Emissionsstufe in der EU in
Verkehr gebracht werden können.
Die Übergangsperiode beginnt mit dem Stichtag
der Inverkehrbringung für Stufe-V-Motoren und gilt
grundsätzlich für alle Motorenkategorien. Sie müssen der
vorherigen Emissionsstufe genügen und bis zum Stichtag
der Stufe V produziert sein.
Die Maschinen mit Übergangsmotoren müssen
spätestens 18 Monate nach dem Stichtag der Stufe V
produziert und nach spätestens 6 Monaten in Verkehr
gebracht worden sein.
Ausnahmen sind Motoren der Leistungsklasse
56 kW ≤ P < 130 kW. Hier gilt als Stichtag für Stufe-V-
Motoren der 01.01.2020 und danach gilt ebenfalls die
24-monatige Übergangsperiode.
Abweichend gelten folgende Ausnahmen:
Maschinenhersteller mit einer Jahresproduktion von
weniger als 100 Einheiten und Hersteller von Mobilkranen
erhalten eine Übergangsperiode von 36 Monaten nach
dem Stichtag der Stufe V. Die Maschinen / Mobilkrane
müssen spätestens nach 30 Monaten produziert und
nach weiteren 6 Monaten in den Verkehr gebracht
worden sein.
DE 13.200.4 / 11.17
10
13 Sind die regulierten Emissionsgrenzwerte der EU-Stufe V Dieselpartikel (PM) [g/kWh]
und der US (EPA) Tier 4 Final identisch? 0,7
EU-Stufe I
0,6 US Tier 1
Ja, was die Grenzwerte für Dieselmotoren betrifft, sind
sie auf den Leistungsbereich der Motoren bezogen fast 0,5
identisch. Nur: in der EU-Verordnung Stufe V besteht ein
schärferer Grenzwert von 0,015 bei der Partikelmasse 0,4
(PM) und sie beinhaltet auch einen Partikelanzahl
grenzwert (PN) von 1 x 1012 #/kWh für die Motoren 0,3
EU-Stufe IIIA EU-Stufe II
leistungsklasse von 19 kW bis < 560 kW. US Tier 3 US Tier 2
0,2
Der Hauptunterschied zwischen EU-Stufe V und US (EPA)
Tier 4 Final besteht darin, dass die EU-Stufe V für alle 0,1
EU-Stufe IIIB
US Tier 4i
Verbrennungsmotoren (Diesel, Benzin, Gas) gültig ist und
die Tier 4f in den USA nur für Dieselmotoren gilt.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
EU-Stufe V EU-Stufe IV Kohlenwasserstoffe (HC) und
US Tier 4f Stickoxide (NOx) [g/kWh]
14 Wird es zukünftig weitere Anforderungen seitens der
Regierungen zur Reduzierung von „nichtstraßen
gebundenen“ Maschinen geben?
15 Welche Technologien stehen zur Verfügung, um die
Anforderungen der Emissionsgrenzwerte der neuen
Seit dem 01.01.2014 ist die US (EPA) Tier 4 Final, die EU‑Stufe V zu erfüllen?
strengste Emissionsvorschrift der USA, gültig.
Seit dem 01.01.2017 ist mit der EU-Emissionsverordnung Eine NOX - und PM-Reduzierung kann auf mehreren
Stufe V eine viel umfassendere und strengere Vorschrift Wegen erreicht werden, wobei alle sowohl Vor- als auch
europaweit anzuwenden und ab dem 01.01.2019 Nachteile haben. So führt eine im Motor stattfindende
umzusetzen. NOX -Reduzierung immer zu höheren PM-Emissions
Daher ist aus heutiger Sicht anzunehmen, dass es weder werten und umgekehrt, eine PM-Reduzierung im Motor
in den USA noch in der EU in naher Zukunft eine weitere zu höheren NOX -Emissionen. Die Optimierung von
noch strengere Emissionsvorschrift geben wird. Kraftstoffeinspritzung und Luftzufuhr, einschließlich unter
Eher werden andere Länder oder Kontinente sich der schiedlicher Konfigurationen bei der Abgasrückführung
einen oder anderen Verordnung anschließen. (EGR) (gekühlt, ungekühlt etc.), sowie verschiedene
Abgasnachbehandlungstechnologien, inklusive Rußpartikel
filter und der selektiven katalytischen Reduktion (SCR),
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
sind alles Werkzeuge zur NOX - und PM-Reduzierung.
Um den nun geforderten Partikelanzahlgrenzwert (PN)
erfüllen zu können, wird der Einsatz eines Rußpartikel-
filters notwendig.
12 13
16 Wie funktioniert die SCR-Technologie? ...
18 Werden Lösungen der EU-Stufe V auf existierenden
Motorplattformen basieren oder wird eine neue
Konstruktion notwendig sein?
Die selektive katalytische Reduktion (SCR) ist eine
Technologie, bei der ein Reagens in den Abgasstrom
injiziert und in einem Katalysator gemischt wird. Mobile Arbeitsmaschinen werden in der Regel von
Dadurch reduziert sich das NOX in harmlosen Stickstoff modernen Großserienmotoren angetrieben. Diese Motor
und Sauerstoff. Das Reagens ist ein Gemisch aus plattformen sind von vornherein so ausgelegt, dass sie
32,5 % Harnstoff und 67,5 % Wasser, der europäische mit den höheren internen Lasten umgehen können, die
Handelsname ist AdBlue®. Abhängig vom Motorlastfaktor durch die neuen Leistungsanforderungen der EU-Stufe V
liegt der Verbrauch von AdBlue® bei ca. 4 – 5 % des entstehen. Einige Konstruktionsänderungen werden je
Dieselkraftstoffverbrauchs. doch eingeführt, um die Leistung der Motoren weiter zu
verbessern.
Auf jeden Fall muss gemäß der Emissionsvorschriften
von EU-Stufe V eine Feinabstimmung des Basismotors In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu erwähnen,
auf den Minimalausstoß an PM-Emissionen erfolgen. dass die Motorplattformen, die normalerweise für
Anwendungen der EU-Stufe V verwendet werden, in
Straßenfahrzeugen renommierter Hersteller eingesetzt
und bereits über 2.000.000 km in der Realität getestet
wurden.
17 … und die DPF-Technologie?
Der Dieselpartikelfilter (DPF) ist ein Gerät, in dem die
Partikel gesammelt und anschließend durch passive
oder aktive Regeneration oxidiert werden.
Eine moderne elektronische Steuerung des Prozesses
19 Gibt es noch andere Auswirkungen
auf die Konstruktion der Maschinen?
ist notwendig, um eine effektive Entfernung von Fein
staub in allen Motorarbeitszyklen jeglicher Art zu Aufgrund des größeren Platzbedarfs der zusätzlichen
garantieren. Systeme im Abgasstrang muss der vorhandene Raum
sehr effizient genutzt bzw. durch Reduzierung von
Zusätzlich muss der Basismotor feinabgestimmt werden, anderen Bauteilen (wie z. B. Tanks) wieder geschaffen
um die NOX -Emissionen des Motors zu minimieren werden.
und die Höhe der gesetzlich geforderten NOX -Werte zu
erreichen. Kraftstoffe mit einem ultrageringen Schwefel
anteil und Schmieröle mit niedrigem Aschegehalt sind
ein Muss für die ordnungsgemäße Funktion der DPF-
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
Technologien.
14 15
Praktische Umsetzung
der Emissionsrichtlinien
Bis Ende 2010: Seit 2011: Seit 2014: Ab 2019:
Tier 3 / EU-Stufe IIIA Tier 4 Interim / EU-Stufe IIIB Tier 4 Final / EU-Stufe IV EU-Stufe V
Nur Dieselmotoren Alle Verbrennungsmotoren
- Common-Rail-System - Zweistufige Aufladung - Common-Rail-System - SCR-System mit AdBlue®
- Einstufige Aufladung mit Zwischenkühler - Zweistufige Aufladung - Einsatz von Rußpartikelfilter
- Dieselpartikelfilter mit Zwischenkühler - Überwachungspflicht der
- Extern gekühlte EGR - Extern gekühlte EGR Emissionsgrenzwerte in der
(Exhaust Gas Recirculation = - SCR-System AdBlue® Endanwendung durch den
Abgasrückführung) Motorenhersteller (z. B. über
- SCR-System AdBlue® PEMS – Portable Emission
Measurement System)
Kostenentwicklung
100 % +40 % +25 % +10 %
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
Benötigter Einbauraum
100 % +40 % +25 % +0 %
16 17
HYDACs Antworten
auf Energieeinsparung,
Emissionsreduzierung
und zusätzlichen Platzbedarf
Auf die aktuellen Fragen zu den Themen Umweltschutz,
Emissionsreduzierung, Einsparung von Energie bzw.
Kraftstoffen hat HYDAC zahlreiche Antworten im
Produktprogramm.
Ob Pkws, Nutzfahrzeuge oder mobile Arbeitsmaschinen –
die Anforderungen an modernste Komponenten und
Systeme sowie deren zeitgemäße Weiterentwicklung
sind nahezu identisch.
HYDAC entwickelt und liefert
Komponenten, Systeme und Support Seite
Zur Dieselfiltration 20
Für Kühlsysteme (Kombikühler, Lüfterantriebe) 21
Zur Bauraumoptimierung:
Kühler- / Filter- / Tankkombinationen 24
Kunststofftanksysteme 25
Support / Systemoptimierung 28
Für hydraulische Hybridtechnologie 30
Für hydraulische Start-Stopp-Technologie 31
Zur Gesamtenergieoptimierung 32
Für Gastanks (CNG / LPG) 36
Für Dieselpartikelfilter 36
DE 13.200.4 / 11.17
Für die SCR-Technologie (Selective Catalytic Reduction) 38
19HYDAC Komponenten ...
... zur Dieselfiltration ... für Kühlsysteme
HYDAC Diesel PreCare Kombikühler CMS
Dieselfiltration und Die Emissionsrichtlinie geht in die nächste
2-stufige Wasserabscheidung Runde und die Umsetzung der EU-Stufe V
Manueller Wasserablass – BC steht vor der Tür. Es muss somit erneut
(BestCost Design) als herkömmliche, geprüft werden, ob der Kühler auf die abzu
bedienerabhängige Lösung führende Wärmemenge des Antriebsmotors
angepasst werden muss. Das alles hat
Vollautomatischer Ablass – HT Einfluss auf die Baugröße des Kühlers
Plug &Play (HighTech Design) als inno- und den Bauraum, der in einer mobilen
vative Lösung zur bedienerunabhängigen, Arbeitsmaschine nur begrenzt zur Ver
vollautomatischen Entwässerung, sogar fügung steht. Daher muss dieser effizient
während des saugseitigen Betriebes Mobilkühler, klappbare Ausführung
und intelligent genutzt werden.
Saugseitiger Vorfilter
Schutz aller Pumpen und Bauteile HYDAC bietet mit den Mobilkühlern CMS
des Kraftstoffsystems vor Wasser und weiteren, optionalen Bauteilen hervor
HYDAC HDP BC und HT
und Schmutz ragende Kombinations- und Integrations
möglichkeiten. So können mehrere Kühl
Ressourcenschonend durch kreisläufe abgedeckt werden:
voll veraschbare Filterelemente
Ladeluft-Kühlung (CAC)
Längere Standzeiten und
höhere Maschinenverfügbarkeit Kühlmittel-Kühlung (RAD)
Öl-Kreisläufe: Getriebe, Hydraulik
Neu: HDP BC 600 Kraftstoff-Kühlung
Dieselvorfilter inklusive elektrischer Mobilkühler für Baggeranwendung Für kompaktes Design und kunden
Pumpe – mit Vielfachnutzen: spezifische Lösungen ist eine Vielzahl
Entlüften der Rohrleitung von Integrationen möglich:
Booster zur Verbesserung Kühler- / Filter- / Tankkombinationen
des Motorstartverhaltens mit integriertem Lüfterantrieb
oder Integrierter Druck-Bypass (IBP) oder
als Dauerförderer zur Entlastung Druck-Temperatur-Bypass (IBT)
der Niederdruckpumpe vom Motor Temperatursensoren
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
Hohe Lebensdauer, da bürstenlose Pumpe Lüftersteuerung
Desinfektion des Tanks dank innovativer Kombiniert in einem Bauteil können sie
Biomicron® Filtermedientechnik und maßgeblich dazu beitragen, den Bauraum
HDP BC 600 und Biomicron®
möglicher Offlinefiltration zu reduzieren.
Mobilkühler für Betonpumpe
20 21HYDAC Komponenten ...
... für Kühlsysteme
Lüfterantriebe
Die Effizienz eines Kühlers hängt unter
anderem stark von der Lüftersteuerung
ab. Für Gleichstrom- und hydraulische
Lüfterantriebe kommen verschiedene
Optionen zum Einsatz:
Elektronische Drehzahlregelung ESC
Elektronische Drehzahlsteuerung
für DC-Antriebe mit optionaler Hydraulische Lüfter-Steuerung B-BM-LSTA
Reversierung Temperatur-Bypass TB
Proportionalventil zur stufenlosen
Steuerung der Lüfterdrehzahl
Auf diese Art wird die Drehzahl direkt an
die erforderliche Kühlleistung angepasst
und nur gerade so viel Leistung an den
Lüfter gegeben, wie nötig.
Optional können die meisten Steuerungen
auch mit einer Reversierung der Dreh
richtung geliefert werden, durch die der
Kühler von groben Verunreinigungen,
Mobilkühler mit DC-Antrieb und ESC wie z. B. Flusen, Papier oder größeren
für Ladekrananwendung
Pflanzenrückständen, befreit wird.
Lüfter-Steuerungsblock
DE 13.200.4 / 11.17
auf Hydraulikmotor geflanscht
22HYDAC Komponenten ...
... zur Bauraumoptimierung
Kühler- / Filter- / Tank Kunststofftanksysteme
kombinationen Kunststofftanks werden vorwiegend
Zur Umsetzung der Emissionsrichtlinie bei begrenzten Einbauräumen oder zur
wird zusätzlicher Motorbauraum benötigt. Gewichtsreduzierung eingesetzt.
Durch die Integration von Filtern, Kühler Deshalb sind häufig, neben unseren
und Tank zu einer platzsparenden, Standardausführungen, komplexere und
bauraumoptimierten und kundendefinierten kundenspezifische Tankausführungen
Einheit sind mehrere Funktionen notwendig.
zusammengefasst.
Schlauchleitungen und Verrohrungen Vorteile:
können verkürzt oder eingespart werden. Verbesserte Bauteilsauberkeit, da die
Da der Kunststofftank gleichzeitig als Lüfter Kunststofftanks den Produktionsprozess
hutze dient, konnte er luftstromoptimiert sehr sauber verlassen
konstruiert werden. Somit haben wir
ein kompaktes, leistungsstarkes und Verbesserte Nutzung des bestehenden
geräuscharmes Modul mit Ladeluft-, Öl- Einbauraums durch formoptimierte
und Kühlmittelkühler, in dem der Öltank mit Designs
allen Funktionen, wie Füllstandsanzeige, Kostengünstig, da die Kosten abhängig
Entlüftungsfilter und Rücklauf-Saugfilter, vom Tankvolumen sind und nicht von der
integriert ist. Komplexität des Designs
Vorteile: Geringeres Gewicht
Kühler- / Filter- / Tankkombination Verbesserter Nutzen des bestehenden Keine Korrosionsgefahr,
mit hydraulischem Lüfterantrieb daher alterungsbeständig
für Mobilanwendungen
Einbauraumes durch formoptimiertes
Design Einsparung von Montage und Prüfumfang,
Kostengünstige und kompakte Bauweise da der Lieferumfang komplett mit allen
durch Integration von Filtern und Kühler, Anbauteilen ist (inklusive Belüftungs-
da die Verrohrung entfällt und Rücklauffilter, Ölstandsanzeigen,
Standardfittings, Spannbändern etc.)
Sicherer Wärmehaushalt und
optimale Kühlleistung trotz geringerer
Kühlwassermenge
Gewährleistung der Systemreinheit
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
Problemstellung:
Servicefreundlich Kleinere Hydrauliktanks können bei unsachgemäßer Auslegung unter
Filter- / Tankkombination anderem zusätzlich Luft in Öl verursachen (siehe nachfolgende Seiten).
im Flurfördergerät
HYDAC Support: Zur Vermeidung von Luft im Hydrauliksystem
bietet HYDAC einen weitgehenden Support an (siehe Seite 28).
24 25HYDAC Tankoptimierung – Motivation
Aktuelle Anforderungen
an mobile Arbeitsmaschinen:
Emissionsrichtlinie
Energieeffizienz
Leistungsdichte
Geringe Life Cycle Cost
Lärmschutz
Schutz gegen Vibration am Arbeitsplatz
Änderungen im Maschinen- Performance-
und Hydraulikkonzept Probleme
RISIKO: Luft im Hydrauliksystem Auswirkungen von Luft
Bauraumprobleme
im Hydrauliksystem
Wirkungsgradverluste bei Pumpen
Kavitationsschäden an Komponenten
Beschleunigte Ölalterung /
Mikro-Diesel-Effekt
Dynamische Betriebs
Folge: z. B. Änderungen Hydrauliktank: probleme / erhöhte
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
Tankvolumina Kompressibilität
Tankgeometrie Geräuschentwicklung
Verweilzeit Temperaturerhöhung
26 27HYDAC Support / Systemoptimierung
Intelligente Systemoptimierung
zur Luftabscheidung
Mittels folgender Instrumente erarbeiten wir
individuelle Optimierungsmöglichkeiten für Ihr System:
Langjährige Erfahrung in Sachen intelligente Systemoptimierung zur
Luftabscheidung und spannender Erfahrungsaustausch auf diesem Gebiet Im HYDAC FluidCareCenter arbeiten unsere erfahrensten Experten für
Fluidtechnik an anwendungsspezifischen Lösungen
Maßgeschneiderte Prüfstände und Messtechniken charakterisieren
die Luftabscheidung von Teilsystemen und entwickeln die optimale Lösung Luftgehalt (1 = 100 %)
für Ihre Anwendung 0,1
Qualifizierte Ingenieure charakterisieren mittels Feldmessungen
0,01
die Luftabscheidung von Komplettsystemen
Qualifizierte Ingenieure finden und beheben vorhandene Lufteintragsquellen 0,001 t=2s t = 10 s t = 60 s t = 300 s
CFD-Strömungssimulationen zur Lösungsfindung Mehrphasenblasenströmungssimulation im Tank
Individuelle, platzsparendeTankkomplettsysteme (siehe auch Seite 25)
zur Vermeidung von Lufteintrag in Ihr System Rücklauffilter zur Tankoptimierung
Auf dem Gebiet der Tankoptimierung in Bezug auf
Tankoptimierung – HYDAC Plattform das Thema Entgasung ist es HYDAC gelungen,
eine Filterserie (in-to-out) zu kreieren, die durch ihr
Feldtests besonderes Entgasungskonzept nicht nur die Luft
menge im Öl reduziert, sondern es auch ermöglicht,
den Tank deutlich zu verkleinern. Somit werden eine
erhebliche Kosteneinsparung (weniger Öl),
Labortests Technologie ein geringerer Materialeinsatz und geringerer Platz-
bedarf des Hydrauliktanks für den OEM erreicht.
Die Filter sind zusätzlich mit Quality Protection-
Merkmalen ausgestattet, die das Betreiben mit Fremdelementen nicht zulassen.
Die intelligente QP-Version wird mit unserer HYDAC Verschmutzungsanzeige
Simulation Erfahrung (HPT500) umgesetzt, die den Einsatz des Original-Filterelements erkennt und
bei Fremdelementen eine Fehlermeldung anzeigt.
Vorteile:
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
Längere Ölstandszeiten dank aktiver Entgasung
Quality Protection garantiert Einsatz von Original-Filterelementen
Tankoptimierung
Technologie-Plattform Niedrigeres ∆p dank innovativer Helios®-Faltengeometrie
Geringere Wartungskosten (kleinerer Tank / weniger Öl)
28 29HYDAC Komponenten ...
... für hydraulische ... für hydraulische
Hybridtechnologie Start‑Stopp-Technologie
Die typischen Arbeitszyklen vieler mobiler Im Pkw-Bereich sind elektrische Start-
Arbeitsmaschinen sind durch Phasen hoher Stopp-Systeme heute bereits Stand der
Dynamik mit ausgeprägten Lastspitzen Technik und es werden dadurch beachtliche
gekennzeichnet. Diese Tatsache stellt Kraftstoffeinsparungen erzielt.
die Grundlage für Kraftstoffeinsparungen Auch bei mobilen Arbeitsmaschinen
durch die Implementierung hydraulischer besteht – abhängig vom Anwendungsfall –
Hybridsysteme auf den Maschinen dar. Diesel- Pumpe/ Steuer-
durch das automatische Abschalten des
motor Motor block
Diesel-
motor Antriebsmotors im Leerlauf ein großes
Bei allen hydraulischen Hybridsystemen
dienen Hydrospeicher dabei zur Zwischen Einsparpotenzial.
speicherung von Energie. Die jahrzehnte Struktur eines hydraulischen Zur Realisierung von Start-Stopp-Funk
lange Erfahrung in Konstruktion, Entwicklung Start-Stopp-Systems
Beispiel Parallelhybrid-Struktur tionalitäten kann bei mobilen Arbeits
und Fertigung von Hydrospeichern, aber maschinen in der Regel auf vorhandene
auch das Simulations-Know-how, bilden den
Hydraulik-Infrastrukturen zurückgegriffen
Grundstein für erfolgreiche Hybrid-Projekte
werden. Beispielsweise können Arbeits
in enger Kundenkooperation.
hydraulikpumpen in modifizierter Form
Mit unseren Ventilvarianten lassen sich auch als Hydromotoren genutzt werden.
maßgeschneiderte, druckverlustoptimierte Nach einem automatischen „Leerlauf-
Steuerblöcke realisieren. Bewährte Sensorik, Stopp“ wird bei Bedarf der Antriebsmotor
Sicherheitseinrichtungen und Befestigungs mithilfe der Arbeitshydraulikpumpe im
technik sind weitere typische Komponenten Motorbetrieb wieder gestartet.
für unsere Hybridsysteme. Die Energie hierfür wird von einem
Innovative Hybridlösungen wie Doppel Hydrospeicher bereitgestellt, der zuvor im
kolbenspeicher, die für Parallelhybrid normalen Maschinenbetrieb „nebenbei“
Beispiel Lastkompensation konzepte oder auch zur Lastkompensation Beispiel für eine aufgeladen wurde.
eingesetzt werden können, runden das „Steuerblock + Speicher“-Lösung
Hybrid-Angebot von HYDAC ab. Die hydraulischen Start-Stopp-Lösungen
ermöglichen im Vergleich mit elektrischen
Blasen-, Kolben- und Membranspeicher Systemen in der Regel kürzere Start
sowie Stickstoff-Druckbehälter vorgänge, was vor allem die Akzeptanz
(Nachschaltung) der Maschinenbediener begünstigt.
Umfangreiches Ventil-Portfolio Da HYDAC über große Erfahrungen
Steuerblöcke / Hybrid-Module bei hydraulischen Steuerblöcken verfügt
und ein Spezialist für Hydrospeicher-
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
Sicherheitseinrichtungen
Lösungen ist, erweist sie sich als optimaler
Sensoren und Steuergeräte Entwicklungspartner für hydraulische
(mit SIL 2 / 3 bzw. PL d) Start‑Stopp-Lösungen.
Befestigungstechnik
Motor-Downsizing mit Hybrid-Modul (diverse Schellen und Konsolen)
30 31HYDAC Komponenten ...
... zur Gesamtenergie
optimierung
Sensoren Universal Mobile Controller
Zur Einhaltung der Richtlinien bezüglich
HY-TTC 500 / 90 / 60 / 30
der Reduzierung der Abgasemissionen Die HY-TTC-Familie deckt alle technischen
aus Motoren für mobile Maschinen werden Anforderungen der modernen Fahrzeug
hydraulische Systeme heute speziell elektronik im Off-Highway-Bereich ab.
im Hinblick auf eine möglichst effiziente Sie ist Teil einer kompletten und kompatiblen
Energieausnutzung entwickelt. Produktfamilie und wird durch ein robustes,
Druckmessumformer und -schalter speziell für die Off-Highway-Fahrzeugindustrie
HYDAC bietet diverse, speziell für ausgelegtes und äußerst kompaktes Gehäuse
den rauen Einsatz in der Mobilhydraulik geschützt.
ausgelegte Sensoren an: Druckmess-
umformer, elektronische Druckschalter, Leistungsmerkmale:
Drehzahl-, Neigungs-, Temperatur-, Funktionale Sicherheit PL d / SIL 2
Functional Safety Volumenstrom-, Winkel- und Weg- Umfangreiches I/O-Set, bis zu 98 I/O (38 PWM)
PL d
SIL 2 sensoren.
Sie sind besonders für komplexe Robustes Aluminiumdruckguss-Gehäuse
Weg- / Positionssensoren Steuer- und Regelaufgaben in elektro-
hydraulischen Systemen für mobile I/O-Erweiterungsmodule
Arbeitsmaschinen geeignet.
HY-TTC 48X / 48XS / 30X / 30XS
Leistungsmerkmale: Die I/O-Erweiterungsmodule der HY-TTC-
Erhältlich in vielen Signal-, Stecker- Familie bieten eine hervorragende Leistungs
und Anschlussvarianten bilanz bei einer äußerst kompakten Bauform.
Functional Safety Sie ermöglichen eine unkomplizierte Erweite
PL d
SIL 2
Robustes Design rung der Bord-Elektronik.
Die Kommunikation und die Einbindung
ECE-Typzulassungen
Neigungs- und Winkelsensor erfolgt über CANopen gemäß CiA DSP 401.
Gute EMV-Eigenschaften Functional Safety Dadurch können Ein- und Ausgänge einfach
PL c / d und unkompliziert über die Steuerungs
Zulassung für explosionsgefährdete SIL 2
konfiguration des vorhandenen Steuergerätes
Umgebungen
konfiguriert und parametriert werden.
Eigenes Produktprogramm speziell für Leistungsmerkmale:
Applikationen mit erhöhter Funktionaler
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
Bis zu PL c
Functional Safety Sicherheit (SIL 2, PL d)
PL d
SIL 2 Über Pin frei konfigurierbare Node-ID
Bis zu 48 E / A mit bis zu 8 PWM-Ausgängen
Sensoren für erhöhte Sicherheits-
anforderungen (z. B. PL d, SIL 2) Robustes und sehr kompaktes Gehäuse
32 33HYDAC Komponenten ...
... zur Gesamtenergie
optimierung
Load-Sensing- Speicherladeschaltung
Schaltventil HYDAC Speicherladeventile regeln,
Load-Sensing umschreibt generell innerhalb eines einstellbaren Schalt
eine lastfühlende Hydrauliksteuerung. bereichs, die Ladung des Hydro
In diesem Fall dient der Block zum speichers.
schnellen Laden eines Speichers im Durch die Kombination aus Hydro
Bremskreis. Bei vollem Speicher ist speicher und Speicherladeventil können
das Ventil geschlossen, bei Entleerung Pumpen und Motoren an ölhydrau
öffnet das Ventil zur Pumpe und der volle lischen Anlagen mit schwankendem
Pumpendruck wirkt über den LS-Kanal Volumenstrombedarf kleiner dimensio
auf die Pumpe. niert werden. Dies spart Kosten und
Deren Schwenkwinkel geht in diesem Energie – eine unnötige Wärme
Moment auf Maximalstellung, um den entwicklung wird ebenfalls vermieden.
Speicher schnell zu laden.
Ein integriertes Druckbegrenzungsventil Anwendungsbeispiele
dient zur Pumpenabsicherung. für mobile Arbeitsmaschinen:
Eine zusätzliche Düse bildet eine Im Bremskreislauf
Dämpfungsfunktion für den LS-Kanal. Zur Versorgung der Notlenkung
Vorteile: Vorteile:
Pumpenabsicherung im Block integriert Einfache und optimale
Optimale Dämpfung des Systems Systemanpassung durch Ventile
durch Bypass-Düse mit verschiedenen, festen
Schaltdruckdifferenzen (12, 16, 21 %)
Bedarfsgerechte Ladung des Speichers
Abschaltdrücke frei einstellbar
Niedriges Umlauf-∆p
Keine unerwünschte Entladung
des Speichers durch leckagefreie
Sitzventile
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
34 35HYDAC Komponenten ...
... für Gastanks
Ölabscheider
für Erdgasfahrzeuge
CNG (Compressed Natural Gas) kann
beim Betanken mit Partikeln und Öl
kontaminiert sein. Unser zweistufiger
Niederdruck-Ölseparator entfernt Partikel
und Öl und schützt so Ventile und
Injektoren im CNG-System.
Befestigungstechnik
für Gastanks
TÜV-geprüfte, patentierte Gastank
befestigungen mit Schnellverschlüssen
Gelenkband-Konsolenschelle „Multi“
... für Dieselpartikelfilter
Befestigungstechnik
Weiterentwicklung der bewährten
Gelenkband-Konsolenschelle „Multi“
aus hochwertigen, nicht rostenden
Stählen. Speziell für den Einsatz bei
hohen dynamischen Belastungen,
thermischen Beanspruchungen, Durch
messerveränderungen und großen
DE 13.200.4 / 11.17
Krafteinwirkungen – erfolgreich bereits
bei namhaften Herstellern der Mobil
branche im Serieneinsatz.
36HYDAC Komponenten ...
... für die SCR-Technologie
AdBlue® Filtration
AdBlue® ist eine wässrige
32,5 % Harnstofflösung, die ab -11 °C
zu gefrieren beginnt
Der Filter fungiert als Saugfilter
vor der Pumpe im AdBlue®-Tank
Er ist als „Life-Time-Filter“ ausgeführt, der
auch Einfrierzyklen unbeschadet übersteht
Weltweite Emissionsvorschriften bis 2020
AdBlue® Fördersystem
auf Basis einer
Magnetpumpe
Selbstansaugend
Saughöhe 3 m
Gefrierfest
Integrierte Heizung
Integrierter AdBlue® Qualitätssensor
Filter (20 µm, Schmutzaufnahme
kapazität 100 g)
EPA Tier 4 interim / EU Stage IIIA
Andere oder keine Regulierung
EPA Tier 4 final / EU Stage IIIB
Technische Daten:
Q = 120 l/h
EPA Tier 2 / EU Stage II
p = 2,5 bar
Japan MDE / MLIT
U nenn = 24 V
I = 6,5 A
EU Stage V
DE 13.200.4 / 11.17
DE 13.200.4 / 11.17
38 39HYDAC INTERNATIONAL Industriegebiet
GMBH 66280 Sulzbach / Saar
Deutschland
Tel.: +49 6897 509-01
Fax: +49 6897 509-577
E-Mail: info@hydac.com
Internet: www.hydac.com
DE 13.200.4 / 11.17Sie können auch lesen
