Wyłączanie systemów LS za pomocą zaworów elektromagnetycznych

Systemy Load Sensing (LS) od kilkudziesięciu lat zapewniają wydajność, przyjazność dla środowiska, ekonomiczność oraz – przede wszystkim – bezpieczeństwo w zastosowaniach z zakresu mobilnej hydrauliki. W zależności od hydraulicznego wyposażenia maszyn oraz złożoności zakresów zastosowania producenci projektują różne możliwości elektrycznego wyłączania systemów LS.

Wymogi wynikające z praktyki, wysoka presja kosztowa oraz zmiany przepisów ustawowych i wytycznych zmuszają konstruktorów maszyn i pojazdów, którzy zajmują się systemami hydrauliki mobilnej, do spełniania standardów bezpieczeństwa Performance Level (PL) zgodnie z VDMA EN ISO 13849-1 i/lub poziomu integracji bezpieczeństwa -SIL- DIN EN 61508 i EN 62061 w dziedzinie hydrauliki, pneumatyki i mechaniki. Celem tych przepisów jest uzyskanie układów bezpieczeństwa, które wykluczają nieprawidłowe działanie i zmniejszają ryzyko dla ludzi i środowiska.

W zależności od hydraulicznego wyposażenia maszyn, instalacji samochodowych i nadwozi oraz złożoności zakresów ich zastosowania producenci projektują różne możliwości elektrycznego wyłączania systemów LS.

1. WYŁĄCZANIE: PRZYŁĄCZE CIŚNIENIOWE P Z UŻYCIEM ZAWORU ELEKTROMAGNETYCZNEGO 2/2

W przypadku prostych zastosowań, np. w ciągnikach siodłowych wyposażonych w pompę nastawną LS zainstalowaną po stronie silnika, po włączeniu silnika pompa nastawna zaczyna od razu działać. Aby pompa nastawna LS mogła wracać do trybu standby w czasie, kiedy nie jest potrzebne działanie hydrauliczne, często oprócz pompy instalowany jest elektrycznie obsługiwany zawór zwrotny wyłączający 2/2 przy wyjściu ciśnienia „P”. Blokuje on wyjściu „P” dostęp do układu sterowania i odbiorników, dzięki czemu są one całkowicie odcięte od doprowadzania oleju. W ten sposób regulator LS steruje układem w trybie standby.

2. WYŁĄCZANIE: PRZEWÓD LS – ODCIĄŻENIE ZBIORNIKA OLEJU

W przypadku systemów hydraulicznych, np. w zastosowaniach komunalnych (nośniki narzędzi), układy sterowania urządzeń zimowej służby drogowej oraz maszyn do koszenia i czyszczenia ulic, a także pojazdów do transportu ciężkiego często wykorzystują elektrozawory proporcjonalne. Poszczególne bloki sterowania są często montowane bezpośrednio w urządzeniach i podłączane przez sprzęgła hydrauliczne.

Aby dostarczyć do wszystkich komponentów płyn hydrauliczny odpowiednio do potrzeb oraz móc je w każdym momencie przyłączać i odłączać, na odcinku komunikującym obciążenie* regulatorowi LS stosuje się obsługiwany elektrycznie zawór odcinający 2/2. Zadaniem tego zaworu jest odciążenie odcinka komunikującego obciążenie do zbiornika oleju w trybie wyłączenia. Wiodący producenci pomp nastawnych i zaworów sterujących oferują rozwiązania, w przypadku których możliwe jest odciążenie LS przez wyciek oleju bezpośrednio przy regulatorze LS lub w płycie wejściowej przy zaworze sterującym. W przypadku układów sterowania, które można obsługiwać zarówno elektrycznie, jak i ręcznie, montowane są dodatkowo elektryczne zawory odcinające przy przyłączu ciśnienia „P”, przełączane równolegle z przełączaniem LS. Daje to pewność, że w przypadku włączenia mechanicznego pompa nastawna nie będzie podawać oleju.

^{*Działające na odbiornik ciśnienie obciążenia (w barach) jest przenoszone poprzez przewody/węże i za pomocą zaworu sterującego na regulator (odcinek komunikujący obciążenie)}

3. WYŁĄCZANIE: STEROWANIE ELEKTRYCZNE

Pompy nastawne, w przypadku których regulacja mocy jest w pełni elektryczna, nie są blokowane i otwierane przez hydrauliczny odcinek komunikujący obciążenie tak jak w systemach LS, lecz przez napięcie przyłożone do proporcjonalnego zaworu elektromagnetycznego. W przypadku tych systemów ważną rolę odgrywają krzywe charakterystyki:

Dodatnia krzywa charakterystyki:
Zgodnie z przepisami ustawowymi (ustawa o odpowiedzialności cywilnej za produkt) systemy hydrauliczne używane do podnoszenia ciężarów i przemieszczania podzespołów muszą posiadać możliwość ustawienia na tryb „użytku z wyłączeniem awaryjnym”. Oznacza to, że po wciśnięciu przycisku zatrzymania awaryjnego wszystkie niebezpieczne funkcje są natychmiast zatrzymywane. W przypadku awarii w dostawie prądu lub dezaktywacji sterowania proporcjonalnego pompy nastawnej przestanie ona tłoczyć płyn hydrauliczny.

Ujemna krzywa charakterystyki:
Takie pompy nastawne stosowane są również do hydrostatycznego chłodzenia silników w maszynach budowlanych i autokarach. W tych przypadkach oprócz możliwości przyłączenia i wyłączenia instalacji hydraulicznej ważne jest, aby w razie przerwania przewodu lub przerwy w dostawie prądu pompa nastawna była ustawiona na maksymalne podawanie płynu hydraulicznego. Oprócz przyłączania i wyłączania proporcjonalnie sterowanych pomp nastawnych regulacja zapotrzebowania (ilość oleju) jest sterowana przez napięcie elektryczne. Niezależnie od tego, czy krzywa charakterystyki jest dodatnia czy ujemna, w układach sterowania stosowane są czujniki, które przekładają zmierzone ciśnienie oleju na napięcie. Napięcie to jest przewodzone przez kabel do elektrycznego regulatora pompy.