Pagina 17 van: Aandrijftechniek – nummer 2 – 2021
17
Elektrohydraulische actuator
stelt nieuwe eisen
aan pomp en motor
TEKST / Marjolein de Wit-Blok
FOTO’S / Innas
>
I
n 2019 is door een groep ‘fluid power’ experts een nieuw
voorstel gedaan voor de wijze waarop de verliezen –
en hiermee de efficiëntie – van hydraulische pompen
zijn te meten. In tegenstelling tot de gangbare
meetmethode uit ISO4409, neemt het nieuwe voorstel
de compressibiliteitsenergie van de olie mee. Aangezien deze
energie weer vrijkomt tijdens decompressie, is het geen
verloren energie. De ISO4409 negeert dit effect, waardoor
er de laatste jaren wel eens machines gemeten zijn met een
efficiëntie van meer dan 1. De metingen zelf zijn niet op een
andere manier gedaan, alleen de analyse van de resultaten
verschilt. Voor Innas een uitgelezen mogelijkheid om met deze
nieuwe voorstellen een uitgebreide set benchmark testen uit te
voeren. Hierin zijn representatieve hydraulische aandrijvingen
met elkaar vergeleken onder vergelijkbare omstandigheden.
Informatie lastig verkrijgbaar
Robin Mommers, project engineer bij Innas en schrijver
van het rapport ‘Performance of Hydrostatic Machines’ geeft
aan: “Er zijn verschillende redenen waarom we dit uitgebreide,
vergelijkende onderzoek belangrijk vonden. Enerzijds om onze
eigen floating cup technologie goed te kunnen positioneren.
Dat hebben we natuurlijk eerder geprobeerd, maar in deze
moeizame tocht is gebleken dat fabrikanten van hydrau-
liekpompen erg terughoudend zijn met het verstrekken van
informatie over onder andere de efficiëntie van hun pompen.
Dit werd tijdens het (digitale) IFK van vorig jaar bevestigd en
betekent dat het lastig is om verschillende concepten te verge-
lijken op één van de belangrijkste eigenschappen: efficiëntie.”
“Voordat we het rapport hierna bespreken, willen we graag
benadrukken dat de uitkomsten van de metingen géén verwijt
zijn richting fabrikanten van hydrauliekpompen. Qua effi-
ciëntie komen de traditionele pompen namelijk niet bijzon-
der gunstig uit de bus. Dit heeft niets te maken met slechte
pompen of iets dergelijks, maar vooral met het feit dat deze
generatie ontwikkeld is voor traditionele toepassingen. Veel
van de principes waarop deze generatie is gebaseerd zijn daar-
bij al rond de honderd jaar oud en werken weliswaar effectief
(ze doen uitstekend waarvoor ze bedoeld zijn), maar niet meer
conform de eisen van nu met betrekking tot efficiëntie en
hiermee de CO
2
footprint.”
‘Performance of hydrostatic machines’
In het onderzoek van Innas naar de prestaties van ver-
schillende hydraulische aandrijvingen, zijn acht verschillende
merken doorgemeten en getest op de Innas testbank. De
resultaten zijn gebruikt om de totale efficiëntie te berekenen
evenals het koppelverlies en lekstromen bij drukken van 50
tot 450 bar. Daarbij was het mogelijk om met deze testbank
te meten bij snelheden variërend van 0,058 tot 5000 min-1;
toerentallen die (alvast op voorhand) goed passen bij de toe-
rentallen van een gemiddelde elektromotor die tot ongeveer
5000 min-1 gaan.
Effi ciëntie
Bij het vergelijken van de meetwaarden vertoonden de
testobjecten ruwweg dezelfde trend: de efficiëntie is bij lage
toerentallen ook laag en loopt op met de snelheid tot een
bepaald maximum is bereikt. Bij nog hogere snelheden daalt
de efficiëntie weer naar een aanzienlijk lager niveau. Het
punt waarop de maximale efficiëntie wordt bereikt verschilt
per machine en per druk (zie figuur 1). Mommers: “Het was
overigens niet mogelijk om in alle gevallen de efficiëntie te
berekenen. In sommige gevallen was het nodig een extra
pomp in te zetten om de hoge lekkage bij lage snelheden te
compenseren.”
Koppelverlies
Het koppelverlies is geanalyseerd door gebruik te maken
van de koppelmetingen bij hoge en lage toerentallen. De resul-
taten tonen een typische Stribeck curve: een constant kop-
pelverlies bij zeer lage snelheden (coulomb wrijving), gevolgd
door een snelle afname van de wrijving bij toenemende snel-
heden (gemengde wrijving) en een kleinere toename na het
bereiken van een bepaalde rotatiesnelheid (viskeuze wrijving)
(zie figuur 2).
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Speed [rpm]
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
E
ffi
ci
en
cy
[-
]
Overall efficiency at 200 bar
Rexroth A4FM28, 28cc motor
KYB MSF30, 30cc motor
Brevini SH11CM030, 32cc motor
Rexroth A4FO28, 28cc pump
Moog RKP32, 32cc pump
Eckerle EIPH3-025, 24cc pump
Marzocchi ELI2-D-25.7, 25cc pump
Innas FC24, 24cc pump
0 1000 2000 3000 4000 5000
Speed [rpm]
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Normalized torque loss at 200 bar – Linear
Rexroth A4FM28, 28cc motor
KYB MSF30, 30cc motor
Brevini SH11CM030, 32cc motor
Rexroth A4FO28, 28cc pump
Moog RKP32, 32cc pump
Eckerle EIPH3-025, 24cc pump
Marzocchi ELI2-D-25.7, 25cc pump
Innas FC24, 24cc pump
10-1 100 101 102 103
Speed [rpm]
10-2
10-1
100
Normalized torque loss at 200 bar – Logarithmic
Figuur 2. Overzicht koppelverlies bij acht pompfabrikaten bij een druk van 200 bar
Figuur 1. Overzicht vermogensverlies van acht pompfabrikaten bij een druk
van 200 bar
16-17-18-19_innas.indd 17 09-03-21 10:10