Hydrauliczny układ Start-Stop (HSS) dla maszyn budowlanych

Maszyny budowlane tym różnią się od samochodów osobowych, że nie tylko powinny jeździć, ale przede wszystkim pracować. Silnik spalinowy może zostać wyłączony zatem w przypadku braku zapotrzebowania na energię z układu jazdy oraz układu roboczego, ale również gdy układ hydrauliczny ma nadwyżkę energii (rezerwę) do ponownego uruchomienia silnika spalinowego.

Głównym celem zastosowania automatycznego hydraulicznego układu Start-Stop w maszynach budowlanych było zmniejszenie zużycia paliwa i tym samym emisji spalin, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wydajności maszyny. Rozwiązanie to jest jednym ze sposobów, umożliwiających producentom maszyn budowlanych spełnienie surowych norm emisji spalin Tier 4 final.

Celowość zastosowania tego rozwiązania poprzedziły analizy cykli pracy Maszyn budowlanych. Obserwując np. ładowarki kołowe w klasie 4-6 T, można wysnuć wniosek, że maszyny pracują okresowo, a silnik spalinowy ładowarki kołowej pozostaje 30 % czasu na biegu jałowym, niepotrzebnie zużywając paliwo i emitując stosunkowo dużą ilość spalin. Po zaledwie kilku godzinach pracy filtr cząstek stałych jest pełny i musi zostać wymieniony. Przykład ten pokazuje zasadność poszukiwania rozwiązania, umożliwiającego poprawę parametrów eksploatacyjnych maszyny.

Rozwiązaniem może być propozycja firmy Bosch Rexroth, tj. układ o handlowej nazwie HSS – hydrauliczny Start-Stop. Kompletny system HSS zawiera wypróbowane i przetestowane elementy Rexroth. Głównym elementem jest pompa hydrauliczna typu A10VO, zaś elektronika sterująca BODAS typu RC, blok zaworu automatycznego systemu Start-Stop oraz akumulatory hydrauliczne tworzą zgrabny pakiet z możliwością łatwego montażu na maszynie. Niewielkie gabaryty oraz możliwość dowolnej zabudowy jest kolejną zaletą tego układu.

Innowacyjnym rozwiązaniem jest to, że pompa hydrauliczna układu roboczego, będąca częścią maszyny, wykorzystywana jest jednocześnie do ładowania specjalnego akumulatora hydraulicznego. Energia zgromadzona w akumulatorze hydraulicznym wykorzystywana jest podczas ponownego uruchomienia silnika spalinowego.

W przypadku, gdy silnik spalinowy ma zostać ponownie uruchomiony, akumulator hydrauliczny jest rozładowywany poprzez pompę hydrauliczną, działającą w tym momencie jak silnik hydrauliczny, generujący niezbędny moment obrotowy do uruchomienia silnika. Proces ponownego startu silnika spalinowego za pomocą układu HSS jest znacznie krótszy niż z rozrusznika elektrycznego, dzięki czemu maszyna jest gotowa do pracy natychmiast.

Gdy maszyna – np. ładowarka kołowa – zatrzyma się, silnik spalinowy automatycznie zostaje wyłączony po ustalonym czasie. Jeśli operator obróci kierownicą, dotknie joysticka lub pedału gazu, silnik spalinowy zostanie ponownie uruchomiony. Czujnik w fotelu operatora zabezpiecza możliwość uruchomienia silników tylko wtedy, gdy operator znajduje się w kabinie.

Silnik spalinowy, pompa hydrauliczna oraz blok zaworowy komunikują się ze sobą w sposób precyzyjny i ściśle zdefiniowany, dzięki oprogramowaniu w sterowniku elektronicznym RC serii 3x.

Warto jeszcze raz podkreślić, że układ HSS gwarantuje oszczędności w zużyciu paliwa i redukcję emisji spalin i hałasu. Jest to bardzo ważne zarówno dla operatora, jak i dla osób przebywających w terenie zabudowanym, w którym pracuje maszyna.

źródło: Bosch Rexroth