I dagens samhälle är miljövänlighet och energieffektivitet viktigare än någonsin. Så är även fallet för tunga arbetsmaskiner, såsom hjullastare och dumprar. Dessa maskiner är i sin tur beroende av hydraulik för överföring av stora energiflöden till framdrivning och olika arbetsfunktioner, vilket understryker vikten av att hydraulsystemen i maskinerna är energieffektiva. I RHYTHM forskar vi därför på hur dessa hydraulsystem kan förbättras. Vi fokuserar på hybridkoncept, där hydrauliska ackumulatorer kopplas in i hydraulsystemet. En hydraulisk ackumulator fungerar som en luftfjäder som återvinner och lagrar energi i form av tryck, till exempel vid en inbromsning. Denna energi kan sedan återanvändas för att minska energiförbrukningen.
Hybrida hydraulsystem har stor potential för tunga arbetsmaskiner, men det finns idag begränsad kunskap om hur systemen ska sättas ihop och styras för att maximera energibesparingarna. Datorbaserade verktyg som simulering och optimering blir därför viktiga för att spara tid och andra resurser. I RHYTHM använder vi bland annat en speciell typ av simulering som kallas ”HardWare-In-the-Loop”. Detta innebär att fysiska komponenter inkluderas i simuleringar i real-tid. Därigenom kan vissa delar av en simulering utgöra verkligheten, medan andra kan utgöras av modeller som lätt kan ändras om andra systemtyper ska testas.
Centrala frågor i projektet är:
- Hur kan HardWare-In-the-Loop-simulering användas för att validera ett systemkoncept?
- Hur ska laddning och tömning av ackumulator styras för att få maximal effektivitet?
- Hur ska ett hybridiserat system styras för att uppnå önskad funktionalitet?
- Hur mycket kan vinnas på att koppla samman hydraulsystemet i transmissionen med arbetshydrauliken, tillsammans med en hydraulisk ackumulator?
Exempel på princip för HardWare-In-The-Loop-simulering av en hjullastare med hybridiserat hydraulsystem
