Uudella innovaatiolla kuormantunteva hydrauliikka digitaaliaikaan – ISOBUS-väylää hyödyntävä ratkaisu parantaa tarkkuutta ja dynamiikkaa
Kuormantunteva hydrauliikka tuottaa paineen, joka on vain hieman korkeampi kuin vastapaine eli kuorma. Uusin innovaatio, e-LS connect, välittää painesignaalin digitaalisesti ISOBUS-väylän kautta, mikä parantaa tarkkuutta ja dynamiikkaa.
Kuva: ValmistajaLue artikkelin tiivistelmäKuormantunteva hydrauliikka säätää paineen kuormaan nähden ja on ollut traktoritekniikan keskeinen osa jo vuosikymmeniä. Uusi e-LS connect -innovaatio korvaa mekaanisen LS-letkun digitaalisella paineviestillä ISOBUS-väylässä, mikä parantaa ohjauksen tarkkuutta ja vähentää värähtelyä. Fendt ja Ropa pyrkivät tekemään siitä valmistajariippumattoman standardin.
Tiivistelmä on Rengin, Viestimedian oman tekoälyavustajan, tekemä ja ihmisen tarkistama.Traktoreissa nykyään tavanomainen kuormantunteva hydrauliikkajärjestelmä juontaa juurensa vakiopainejärjestelmästä, johon tarvitaan säätötilavuuksinen pumppu. John Deere toi vakiopainejärjestelmän traktoreihin jo vuonna 1960. Vakiopainejärjestelmä säätää pumpun asentoa niin, että paine on suuntaventtiilistön tulopuolella aina vakio. Tämä ratkaisu kuitenkin tuottaa paljon hukkalämpöä, kun painetta ei tarvita työhön. Allis-Chalmers toi markkinoille vuonna 1973 kuormantuntevan (engl. load sensing, LS) hydrauliikkajärjestelmän, joka on muunnos vakiopainejärjestelmästä siten, että venttiilistölle tuleva paine on vain hieman korkeampi kuin sylinterin tai moottorin vastapaine eli kuorma. Tämä on sekä energiatehokkaampi että tarjoaa paremman tuntuman ohjaukseen. Allis-Chalmersin järjestelmä ei kuitenkaan yleistynyt vielä 1970-luvulla.
Varsinainen läpimurto tapahtui vuonna 1987, kun markkinoille tuli Case IH Magnum 7100 -sarja. Eurooppaan se saapui pari vuotta myöhemmin. Aikansa suurtraktorissa oli 110 l/min säätötilavuuksinen hydrauliikkapumppu ja järjestelmän maksimipaine oli 180 bar. Magnumin menestyksen myötä kilpailijat Ford, Fendt, John Deere ja Massey Ferguson toivat nopeasti vastaavan kuormantuntevan hydraulijärjestelmän omiin traktorimalleihinsa 1990-luvun alussa. Läpimurto johti myös standardoituun Power Beyond -liitäntään, joka mahdollistaa hydrauliikkavirtauksen käytön työkoneen venttiilien avulla suoraan ohittaen traktorin suuntaventtiilit.
Kuormantunteva hydrauliikka on ollut vakiintunutta teknologiaa jo reilut kolmekymmentä vuotta. Säätötilavuuksinen pumppu on silti edelleen kallis komponentti ja sen rinnalla tai tilalla nähdään traktorimallista riippuen yhä hammaspyöräpumppuja. Power Beyond -liitäntään tarvitaan kolme liitintä: paine, paluu ja LS-linja (load sensing). LS-linjan avulla työkoneen venttiileistä välitetään painesignaali traktorin puolelle, jotta pumppu osaa tarjota työkoneelle hieman kuormaa korkeamman paineen. Koska LS-linjassa ei kulje juurikaan virtausta, sen letku ja liitin ovat pieniä.
Painesignaali välitetään ISOBUS-väylää pitkin.
Viime syksynä esiteltiin uusi innovaatio liittyen kuormantuntevaan traktori-työkonehydrauliikkaan. Fendtin ja Ropan yhteistyönä kehittämä elektroninen e-LS connect -järjestelmä toimii kuten klassinen Power Beyond, mutta painesignaali välitetään työkoneesta traktorille digitaalisesti käyttämällä ISOBUS-väylää. Painesignaali välitetään ISOBUS-väylää pitkin. Digitaalisesti välitettävä signaali parantaa dynamiikkaa, vähentää värähtelyä ja toimii tarkemmin kuin erillinen LS-letku. Järjestelmästä on hyötyä erityisesti silloin, kun työkoneessa on valmiiksi paineantureita ja traktorissa pumppua hallitaan elektronisesti. Ropan perunannostokoneessa hallitaan muun muassa takapyörien ohjausta, aisan kulmaa, työsyvyyttä ja lukuisia muita toimintoja. Kun paine-eroa hallitaan elektronisesti, ohjausvasteesta saadaan lineaarisempi. Fendtin ja Ropan tavoitteena on tehdä e-LS connect -järjestelmästä valmistajariippumaton standardi.
e-LS connect -järjestelmästä huolimatta kuormantuntevassa hydrauliikassa on yhä haasteena ohjata samanaikaisesti useita sylintereitä, jos vastapaineet ovat selvästi eritasoiset. Tämä edellyttää edelleen painekompensaattoreita venttiilistöihin. e-LS -järjestelmä toimii parhaiten, kun käytetään yhtä toimintoa kerrallaan ja pumppu on riittävän suurituottoinen.
Kirjoittaja toimii maatalouskoneautomaation professorina Münchenin teknillisessä yliopistossa.
Artikkelin aiheet- Osaston luetuimmat
