Efficiency Optimisation of Tracked Vehicles Using Secondary Control in a Single-Circuit Load Sensing System

The paper describes a concept of a secondary controlled traction drive integrated in a common Load Sensing system. When used in a single circuit system, a secondary controlled drive for tracked vehicles shows a big efficiency optimisation potential compared to other drives. The high losses at turns can be avoided if two secondary controlled units are connected to a single Load Sensing valve. The traction drive is still supplied in a traditional way using Load Sensing. For steering, the secondary controlled units are integrated in a control loop where the steering ratio is used as command value

Hybrider hydraulischer Antriebsstrang - Energieeffizienter Betrieb von Hydraulikzylindern in Konstantdrucksystemen

Konstantdrucksysteme mit sekundärgeregelten Hydraulikmotoren im 4-Quadrantenbetrieb ermöglichen eine effiziente Leistungsübertragung und Rekuperation von Bremsenergie. Auch Linearaktuatoren können durch die Schaffung diskreter Druckniveaus und einer geeigneten Steue- rung in einem Konstantdrucknetz effizient betrieben werden, wenn eine Zwischendruckleitung verwendet wird. Im vorliegenden Beitrag wird am Beispiel eines Radladers gezeigt, wie eine Steuerstrategie aus einer nume- rischen Analyse hergeleitet und in eine Maschinensteuerung umgesetzt werden kann

Zwischen den Drücken lesen - Effizienzsteigerung durch ein Konstantdrucksystem mit Zwischendruckleitung

Ein Konstantdrucksystem mit Zwischendruckleitung erlaubt den energieeffizienten Betrieb von translatorischen Verbrauchern in mobilen Arbeitsmaschinen. Über 3/2-Wegeventile können der Arbeitsdruck für Linearverbraucher angepasst und die Drosselverluste reduziert werden. Ein Hydraulikspeicher ermöglicht zusätzlich die Speicherung rekuperierter potentieller Energie aus der Arbeitshydraulik

Efficiency Improvement of a Constant Pressure System using an Intermediate Pressure Line

The paper introduces a new hydraulic system based on a constant pressure system with the aim to increase the efficiency of actuation of hydraulic cylinders in mobile machines. Using a third pressure level located between high pressure and tank pressure called intermediate pressure the system enables additional pressure potentials from high pressure to intermediate pressure and from intermediate pressure to tank pressure. This reduces throttle losses at hydraulic cylinders when driven at low or medium loads. An accumulator connected to the intermediate pressure line is being charged or discharged in function of which pressure potential is currently used. Using the example of a typical duty cycle of a wheel loader the paper describes how the accumulator can be applied in order to reach best efficiency results for the new system and it reveals a theoretical efficiency improvement of 20% compared to a conventional Load Sensing system. Furthermore it proposes an online control strategy using Model Predictive Control with an optimization algorithm created with the Dynamic Programming method

Hybride und energieeffiziente Antriebe für mobile Arbeitsmaschinen : 5. Fachtagung, 25. Februar 2015, Karlsruhe

Der Tagungsband "Hybride und energieeffiziente Antriebe für mobile Arbeitsmaschinen" enthält die gesammelten Beiträge zu den Vorträgen der 5. Fachtagung am 25. Februar 2015. In 13 Artikeln wird über den Stand der Forschung und neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Antriebstechnik für mobile Arbeitsmaschinen berichtet. Dabei werden erstmalig sowohl hybride als auch nicht-hybride energieeffiziente Antriebskonzepte betrachtet

9. Kolloquium Mobilhydraulik : Karlsruhe, 22./23. September 2016

Der Tagungsband „9. Kolloquium Mobilhydraulik“ enthält die gesammelten Beiträge zu den Vorträgen der gleichnamigen Veranstaltung am 22./23. September 2016 in Karlsruhe. In neun Artikeln wird über den Stand der Forschung und neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Mobilhydraulik berichtet. Die Themenfelder lauten: • Neue mobilhydraulische Konzepte • Druckflüssigkeiten und Komponenten für Fahr- und Arbeitsantriebe • Energieeffizienz in mobilhydraulischen Systeme

Hybridantriebe für mobile Arbeitsmaschinen. 4. Fachtagung des VDMA und des Karlsruher Instituts für Technologie, 20. Februar 2013, Karlsruhe

Der Tagungsband \"Hybridantriebe für mobile Arbeitsmaschinen\" enthält die gesammelten Beiträge zu den Vorträgen der 4. Fachtagung am 20. Februar 2013. In 13 Artikeln wird über den Stand der Forschung und neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Hybridantriebe für mobile Arbeitsmaschinen berichtet. Die Themenschwerpunkte liegen auf Systemauslegung und Betriebsstrategien, der Potenzialabschätzung, der Simulation und Modellbildung, den elektrischen Antriebslösungen sowie Praxiserfahrungen

11. Kolloquium Mobilhydraulik : Karlsruhe, 10. September 2020

Der Tagungsband „11. Kolloquium Mobilhydraulik“ enthält die gesammelten Beiträge zu den geplanten Vorträgen der aufgrund von Covid-19 abgesagten gleichnamigen Veranstaltung im September 2020 in Karlsruhe. In neun Artikeln wird über den Stand der Forschung und neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Mobilhydraulik berichtet. Die Themenfelder lauten: • Daten, eine Bereicherung für die Hydraulik? • Antriebe mit Potential • Elektrik trifft Hydraulik • Auslegung hydraulischer System

Deterministic Control Strategy for a Hybrid Hydraulic System with Intermediate Pressure Line

The paper introduces a new hydraulic system for mobile machines based on a constant pressure system with the aim to increase the efficiency of actuation of hydraulic cylinders. Using a third pressure level located between high pressure and tank pressure called intermediate pressure the system enables additional pressure potentials from high pressure to intermediate pressure and from intermediate pressure to tank pressure. This reduces throttle losses at hydraulic cylinders when driven at low or medium loads. An accumulator connected to the intermediate pressure line is being charged or discharged in function of which pressure potential is currently used. Due to the discrete pressure potentials of the system a control strategy is required which reduces throttle losses at the proportional valves and allows maximum recuperation of potential energy. Best results can be obtained if the future loads on the cylinders are predictable. For this reason a Model Predictive Control (MPC) was developed for a wheel loader which was used as a reference system. By using its specific geometric properties the MPC allows a precise load prediction as a function of the piston’s position. Using the criteria of Bellman, an analytic online calculation of the optimum sequence of pressure potentials and their durations for one complete cylinder stroke can be effectuated using Dynamic Programming. This leads to a deterministic algorithm which is easy to handle and which can be implemented into an online control loop of the wheel loader. The paper furthermore shows how an optimal switching sequence and the optimal accumulator parameters can be found offline using multi objective optimization and closes with simulation results showing an increase of efficiency of 13% compared to a LS system at the example of a typical duty cycle of a wheel loader