Die Verbesserung der Energieeffizienz mobiler Arbeitsmaschinen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Das größte Potenzial zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs besteht in der Kombination effizienter Antriebsstrangkomponenten mit einer darauf abgestimmten Steuerung. Vorgestellt wird im Beitrag eine energieeffiziente Betriebsstrategie für den Fahrantrieb eines Radladers bestehend aus Dieselmotor, Leistungsverzweigungsgetriebe und hydrostatischem Hybridsystem. Das eingesetzte Simulationsmodell berücksichtigt Verstelldynamiken, Massenträgheiten und Verluste des Leistungsverzweigungsgetriebes und des Hybridmoduls. Der für einen begrenzten Betriebsbereich optimierte Dieselmotor wird mit spezifischen Kraftstoffverbräuchen, der Kennlinie des maximalen Drehmoments und einer kennlinienbasierten Dynamik des Drehmomentaufbaus abgebildet. Die Arbeitshydraulik, Lenkhydraulik und Nebenverbraucher sind als Leistungssenken in das Simulationsmodell integriert. Es werden drei aufeinander aufbauende Ansätze zur Steigerung der Energieeffizienz vorgestellt: (1) Betrieb des Dieselmotors bei einer konstanten, abgesenkten Drehzahl. (2) Betrieb des Dieselmotors auf der Linie seines geringsten spezifischen Kraftstoffverbrauchs. (3) Abstimmung der Dieselmotordrehzahl und Getrieberatio für den geringsten absoluten Kraftstoffverbrauch. Mit den drei vorgestellten Ansätzen konnte der Kraftstoffverbrauch des Radladers im kurzen Ladezyklus um bis zu 26 %, im langen Ladezyklus um bis zu 27 % gegenüber einem hydrostatischen Referenzantrieb und um 43 % beziehungsweise 40 % gegenüber einem Referenzwandlerantrieb gesenkt werden. Die vorgestellten Optimierungsansätze sind auf andere Fahrzeuge und Antriebsstränge übertragbar, solange der Antriebsstrang die entsprechenden Freiheitsgrade besitzt und die abhängig von der Optimierungsstrategie erforderlichen Informationen vorliegen.
Energieeffizienter hybridisierter Antriebsstrang für Radlader
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; Sonderausgabe August: offhighway ; 38-49
2014
12 Seiten, 8 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch , Deutsch
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