全国流体动力协会(NFPA)旨在推动流体动力行业和公司通过其行业活动,学习资源、研究项目和其他服务。
2009年,美国聚集一组的代表成员公司和CCEFP放在一起流体动力行业的技术路线图。大纲的目标是研究和发展议程,使流体动力行业流体动力帮助满足未来需求的客户,扩大流体动力向新客户市场,吸引年轻工程师这个行业。
六个主要研究与发展(R&D)流体动力行业面临的挑战(可以在www.nfpa.com上找到),由路线图的团队:
- 提高能源效率流体动力组件和系统
- 改善流体动力组件和系统的可靠性;例如,增加正常运行时间,消除泄漏,减少维护需求,使流体动力安全、易于使用
- 减少流体动力组件和系统的大小,同时保持或增加他们的整体功率输出
- 构建“智能”流体动力组件和系统;例如组件能够进行自我诊断/预测和故障诊断容易集成“即插即用”功能,等等。
- 减少环境影响的流体动力组件和系统如噪音和液体泄漏
- 改善和应用的能量存储、恢复和重新部署流体动力组件和系统的功能
根据美国,只有行动计划的一部分,是由美国本身。协会的目标的全部成就,在很大程度上归功于个人的参与成员公司将路线图的目标纳入自己的产品创新和策略。
萨的高级项目主管杰夫•Herrin艾姆斯,IA,各州。“路线图是一个非常高水平的优先指令集的行业,因为它是巩固行业合作伙伴的声音,”他说。“局部地区被确定为关键的行业作为一个整体,所以他们中的许多人已经在制造商的雷达。“什么列表协助制造商是他们自己的项目的优先级。
Herrin称,萨澳雷达都路线图的挑战,但发现它具有挑战性的优先考虑司机,“路线图”帮助我们优先考虑的,我们的投资流应该研发、“Herrin说。“我们有很多投资和关注能源效率。组件和系统解决方案的提供者,我们解决它,看核心基础技术像水泵、电机和阀门,还看配置这些组件的系统解决方案,软件和电子产品创造更高效的解决方案。我们努力提供预配置的硬件/软件解决方案,可以帮助我们的客户,因为他们越来越与汽车的能源效率的挑战。
HUSCO国际。沃基肖,WI也路线图开发团队成员,并看到相似之处自己的内部项目目标和美国的路线图。乔·普法夫HUSCO企业开发工程的副总裁,说要做的第一件事当解决研发的挑战是确定今天的解决方案如何不满足客户的需求。下一个是连接需要哪些关键的特征或特性来解决这些需求,然后获得基本知识如何创建解决市场的创新和新产品的技术挑战。
“当你考虑增加发动机排放法规,增加燃料成本,增加使用越野的设备在发展中国家,和高成本的燃料在那些发展中国家,这是创建一个巨大的市场demand-need-to提高效率。”
萨也受到层法规的挑战。“新的层4引擎排放的挑战,一个全新的引擎类型是进入市场,需要整合现有组件的新引擎和新的控制的一大技术挑战我们的客户需要处理,”Herrin说。
关于路线图,提高能源效率,构建智能组件,在一天结束的时候减少环境影响都是行动应对引擎技术和减排系统。萨不是测量排放的新引擎,而是处理引擎接口及其控制系统。新引擎模型接口与控制系统在相同的基本方式,但是发动机的不同行为。
“我可以跟发动机一样,但如果我问引擎从1000转到2500转,现在用来花三秒钟时间只需要一秒,“Herrin说。大不了的液压系统供应商,目前在其组件和系统适当地调整他们的反应与新引擎。”
阀门制造商,HUSCO需要专家在如何提高阀效率。公司拥有18岁以上机器测试量化燃料的能量转移进入机器,被转换为引擎,通过泵,彻底的阀门、执行机构。“我们需要了解机器的总体效率系统更好地理解如何设计一个阀系统。与这种理解我们现在的上下文中设计阀系统应用程序的机器效率导致更高效和成本有效的解决方案。”,普法夫解释说。
为了更好地理解阀门液压系统的效率低下,HUSCO收集信息从整个液压系统。“这不是一个更复杂的产品在很多情况下,“普法夫说。“这是更精致的产品。这就是你找到节约成本,提高效率的同时减少组件。
“我们收集的知识使我们更好地改进现有产品,它给了我们了解开发新产品,不依赖新技术。他们仍然线轴阀门和仍使用现有的设计和制造技术,但他们被安排在一个独特的方式,极大地提高他们的效率,同时降低成本。”
控制阀今天的效率范围从25%到60%左右。这是一个35%机会提高效率你只需通过精炼现有技术。“从测试、分析和发展我们所做的,市场上最有效的阀有机会为另一个15 - 20%提高效率”普法夫说。
HUSCO拥有20吨挖掘机为他们开发新的液压解决方案。挖掘机是配备了一个液压系统,允许一个完整自由度如何流动,压力和功率控制整个系统。它使用INCOVA系统的独立计量系统以及利用Mathwork快速控制原型系统的仿真软件。这允许公司开发短管阀系统的迭代和测试它的机器上,而无需等待物理外壳和线轴。
”也,数据采集和数据分析,确定开发工具能够描述低效率和理解如何管理它们,”德怀特·斯蒂芬森说,工程、高级副总裁HUSCO Intl。当机器测试,有成百上千的信号和千兆的数据被收集,所以总结并展示一个工程师的信息一个有用的方法本身可能是一个挑战。
产品及其(R&D)的挑战
过去12个月内,HUSCO应用他们的系统知识来开发一个更好的valve-two。“FSX和墨都是发达的金融体系效率的基础上我们开发了在过去的两年。这两个阀系统已经交付超过20%改善整体机使用更少的组件效率比标准的有竞争力的产品和低成本,“普法夫说。
阀门是与第一和第二主要研发挑战:提高能源效率和改善一个组件或系统的可靠性。“第二个挑战可能比第一个更重要,“普法夫说。“这些部分如何组合在一起,细化你的水平能使它是提高整体机效率的关键之一。”
作为一个子系统积分器,萨发现自己直接挑战层规定,一项障碍,没有预期的发动机系统集成商在减排作出声明。大多数人认为引擎系统运行慢,会占用更多的空间在引擎盖下,抢劫其他系统能量的涡轮增压和废气再循环;但是没有预期的发动机动态特性的变化。“新层4发动机排放挑战驾驶新引擎的设计和控制,需要整合现有组件与这些新引擎和控制是我们客户的一大技术难题要处理,”Herrin说。
“我们可以接口引擎机械和电子一样,但是发动机的动态响应和惯性不同,直接影响下游控制,“Herrin说。大不了的液压解决方案的提供者,也就是通过其组件和控制系统,以确保适当的集成与新引擎。
关于路线图,提高能源效率,构建智能组件,在一天结束的时候挑战萨是解决减少环境影响。
该公司正在努力开发援助的交钥匙解决方案为客户整合其产品与新引擎。这是通过公司的车辆控制平台,加+ 1,作为开发环境与控制软件硬件组件有效地联系。
“最佳点控制技术领域所有系统集成商正在“Herrin说。”通过使用新软件算法允许我们整合我们的推动和工作液压功能的发动机和车辆控制,整机可操作以更有效的方式比我们过去,无需牺牲生产率。”
而你总是可以对组件本身进行改进设计,转化为一个更高效的车辆,通常有更大的机会找到如何集成这些组件和操作同时彼此创造最好的点通过观察整个系统操作,而不是组件的控制。
CCEFP
路线图也有助于指导研究工作中心的紧凑和高效流体动力(CCEFP)和美国的补助计划。路线图的目标帮助美国确定的下一个焦点领域授权工作将会开发新的流体动力传感器。虽然有传感器用于测量参数如污染、压力、差压和流量,成本高和稀疏的可用性抑制广泛的流体动力系统上的实现。
这项新的研究项目,根据国家流体动力协会的教育和科技基金会的主席格雷戈里·威拉德,”设想导致传感器,可以广泛用于改善手术,可靠性、效率和可维护性的液压和气动系统和成本两个数量级小于当前技术。”
总部设在明尼阿波利斯明尼苏达大学,CCEFP目前事业24研究项目和4测试床。的四个测试床的研究项目正在开发虽然CCEFP将突出显示在2011年IFPE显示在其展位(# 13004)——高效挖掘机。
正在开发的普渡大学教授的指导下莫妮卡Ivantysynova,挖掘机是一个平台来展示整个CCEFP许多研究进展。主要测试床上试图回答的问题是,什么样的技术壁垒,解决方案和潜力位移控制驱动和液压混合动力技术是为了成功极大地提高了燃料消耗在multi-actuator移动机器。
测试床上开始研究新系统概念基于throttle-less致动器技术和示范的燃料储蓄,提高性能和系统使用throttle-less密实度传动装置建设、农业和林业机械。挖掘机项目也希望研究证明有效的复杂multi-actuator系统控制策略,包括新的人机接口。
2010年6月后,产品集中转移到发展与改善燃油经济性和降低挖掘机发动机大小使用位移控制的液压和混合动力技术。
测试床主要基于项目的结果1 a2:最优移动液体使用位移控制致动器,电源管理虽然结果来自其他技术开发其他项目通过CCEFP(见紧凑、高效,紧凑在OEM越野的____的问题更多CCEFP 1 a2)的项目。
山猫435挖掘机有其负荷传感液压系统位移控制的液压系统所取代。新系统显示平均节省40%的燃料比山猫435挖掘机标准模型。所有的功能都与位移控制的液压系统控制电子允许使用先进的控制策略。先进的电源管理控制最小化机油耗根据正在执行的工作循环,和提高效率提供了较低的工作温度为液压液寿命更长和更少的维护,因此机器停机时间。
