Günümüzde, yeni egzos emisyon standartlarının dünya çapında yürürlüğe girmesiyle birlikte, gürültü emisyonları ve yakıt tüketimi konularının önemi daha da çok artmıştır. Yükselen yakıt fiyatları, kullanıcıların dikkatini yakıt tüketimine gitgide daha fazla çekmeye başlamıştır. Çevrimlerin optimize edilmesi ve makinaların ulaşılabilirliği de kullanıcıların istekleri arasında bulunmaktadır.

Yükselen yakıt fiyatları, kullanıcıların dikkatini yakıt tüketimine gitgide daha fazla çekmeye başlamıştır.

BÜYÜK TEKERLEKLİ YÜKLEYİCİLER İÇİN HİDROSTATİK TRANSMİSYONLAR

Hidrostatik transmisyonlar, 60 kW’a kadar güç ihtiyacı olan tekerlekli yükleyici üretiminin doğmasıyla önem kazanmaya başlamışlardır. Bu sınıf tekerlekli yükleyicilerde, örneğin moloz yığma işinde, hidrostatik transmisyonun tercih edilme sebepleri arasında, malzeme seçimi kolaylığı ve hassas güç kontrolü imkânı sayılabilir. Buna karşın, 60 kW üzeri araçlarda, çok az miktarda hidrostatik transmisyon vardır, çünkü bu sınıf araçlarda, hidrostatik transmisyonların düşük çevrim oranı nedeniyle, moment iletimi dişli kutular ile de sağlanamamaktadır ve dizel motor da boyuna monte edilmektedir. Bu durum, tork konverterleri ve ‘power shift’ gibi konvansiyonel tahrik konseptleri karşısında dezavantaj yaratmaktadır.
Günümüzde, Rexroth’un kademeli toplayıcı dişli kutusu yöntemli tahrik konseptleri, makina üreticileri arasında her geçen gün daha popüler olmaya başlamıştır. Bunun sebebi, diğer konvansiyonel tahriklere göre, % 30’a kadar yakıt tasarrufu sağlamasıdır. Daha düşük yakıt tüketiminin sebebi, hidrostatik transmisyonların, yük çevrimlerini, düşük dizel motor hızlarında da sağlayabilmesidir.

Değişken deplasmanlı pistonlu pompa

Daha düşük yakıt tüketimi, elektronik kontroller kullanılarak da daha optimize hale getirilebilir çünkü ‘power train’in her bir elemanı optimal şekilde birbirleriyle etkileşime geçebilirler. Yeni eksoz emisyon regülasyonlarına uyabilmek için, dizel motor üreticileri elektronik kontrollü yakıt enjeksiyon sistemleri kullanmaya başlamak zorunda kalmışlardır. Bu Can-Bus vasıtasıyla, transmisyondan dizel motora bağlantı kurulmasını mümkün kılmaktadır.

Bu konu için iyi bir örnek olan ‘Eco-Drive’ı ele alabiliriz. Sabit hızlı daha uzun sürüşlerde, kontrol elektroniği dizel motor hızını, gerekli güce ayarlar, buna göre de hidromotorun deplasmanı aşağı yukarı 7 saniyede ayarlanır. Bu, dizel motor hızını düşürülmesini sağlar. Eğer dizel motorun, yük durumu değişirse, elektronikler de buna göre tepki verir, dizel motorun hızını ve hidrolik motorun deplasmanını buna göre ayarlar (Şekil 1).

Son zamanlarda, ‘2+1’ dişli kutulu tekerlekli yükleyiciler sayısında artış bulunmaktadır. Bu tahrik tipinde, 2 adet A6VM hidromotor bulunmaktadır. Bu motorlardan bir tanesi, ‘power train’den, dişli kutusunda bulunan bir kavrama vasıtasıyla ayrılabilir. İlk vites kademesinde, güç aktarımı başlarken, 2 motor da güç aktarımına dahildir ancak araç belli bir hıza ulaştıktan sonra, motorlardan biri sıfır hıza getirilir ve ‘power train’ den ayrılır (Şekil 2).

Bu konsept, motoru devre dışı bırakarak, sürtünme dolayısıyla oluşan güç kayıplarını engeller. İkinci vites kademesinde, sadece kalan motor ‘power train’de güç aktarımına katılır. Sürüş hızına göre de, kalan motorun deplasmanı final hızına ulaşılana kadar düşürülür. Maksimum hızda, verimliliği arttırabilmek için, çevrim oranına da bağlı olmak üzere, değişken deplasmanlı A6VM motoru, sabit deplasmanlı motor A2FM ile kullanmak mümkündür.

Bu kombinasyonda, küçük olan sabit deplasmanlı motor, ikinci vites kademesinde daha yüksek verimle çalışmayı sağlar. 2+1 konsepti 70-130 kW güç aralığındaki boşluğu da doldurmaktadır. 2+3 dişli kutusu da 130 + -250 kW güç aralığında yıllardır başarıyla kullanılmaktadır.

2+3 tip dişli kutularıyla 2+1 dişli kutularının arasındaki temel fark, ‘power train’den ayrılmış durumda olan motorun, küçük bir çevrim oranıyla, 3. bir vites kademesi için kullanılabilmesidir. Maksimum hızdan biraz önce, hız ikinci vites kademesine geldiğinde, normalde bağlı olmayan motor, tekrar küçük bir çevrim oranıyla power train’e bağlanır. İkinci motor, sıfıra ayarlanır ve ‘power train’den ayrılır. Yeni vites kademesi de birinci motor vasıtasıyla küçük bir çevrim oranıyla, final hızına ulaşılına kadar sağlanır.

Hızlı tekerlekli yükleyicilerde kullanılan diğer bir konsept olarak, A20VM bulunmaktadır. A20VM motor, eğik disk prensipli bir motordur ve ‘power train’e doğrudan takılır, örneğin akslar arasına. Kardan şaftı direk olarak A20VM motora bağlanır. Yeni sistem çok daha yüksek hızlara ve 500 bar basınca çıkmaya uygundur. Bu tip yükleyicilerde, A20VM motor, kompak uzunluğuyla, ilgi çekici bir alternatif olarak durmaktadır.

DIŞTAN BESLEMELİ FREN SİSTEMLERİ – FREN İNÇ VALFİ LT31

5-6 tonluk ağırlıklarla çalışan yükleyicilerde, genelde ana fren silindiri, frenleme için kullanılır. Ağır araçlarda, bu fren sistemi çok fazla kuvvet gerektirir ve bu frenleme bir fren pedalıyla maalesef mümkün olamamaktadır. Bunun dışında yasalar da bu tip uygulamalar için kısıtlamalar getirmiştir. Oransal inç valfi ve tek devreli fren valfiyle kombine edilen, dıştan beslemeli LT31 fren valfi kullanılırken, inç fonksiyonundan frenleme fonksiyonuna kadar sonsuz bir değişken geçiş sağlanabilir. İki fren sisteminin aktif hale getirilmesi bir pedal vasıtasıyla yapılır.

Fren İnç Valfi

Pedala basıldığında, tahrik kontrol basıncı oransal olarak düşer, tahrik pompasının diski açısını eksi yönde alır ve araç hidrostatik olarak frenlenir. Eğer sürücü, pedala basmaya devam ederse, belli bir basınç noktası aşıldığında, asıl dıştan beslemeli fren valfi devreye girer. Fren basıncı doğrusal olarak artar. Maksimum fren basıncı, dışta bulunan strok sınırlandırıcısıyla hassas olarak ayarlanır. Inç fonksiyonu ve frenleme ayarları uygulamaya göre istenildiği gibi yapılabilir.

Bu sistemde; akümülatör, akümülatör şarj valfi ile şarj edilir. Diğer hidrolik kullanıcılar, (fan, direksiyon, vb.) şarj valfinin N bağlantısıyla sisteme bağlanabilir. LT31 valfi maksimum hızı 40 km/ h olan araçlarda kullanılabilir.

The Drive & Control Company: Bosch Rexroth

Bosch Rexroth AG tahrik ve kontrol teknolojileri alanında dünyanın önde gelen uzman firmalarından biridir. Firma, mobil uygulamaların yanında endüstriyel ve fabrika otomasyonunda kullanılan makinaların tahrik, kontrol ve hareket ettirilmesi konusunda 500.000’den fazla müşteriye Rexroth markası ile özel çözümler sağlamaktadır. The Drive & Control Company sloganı ile Bosch Rexroth, 80’den fazla ülkede ürün ve sistemler geliştirmekte, üretmekte ve sanayiye sunmaktadır. Bosch Grubu’na dahil olan firma 2008’de yaklaşık 35.300 çalışanı ile yaklaşık 5,9 milyar Avro ciro elde etmiştir.

ST. Makina / Ekim 2009

Taner Hamzaoğlu
Makina Mühendisi
Bosch Rexroth A.Ş.
taner.hamzaoglu@boschrexroth.com.tr