DE102018002743A1 - Method for operating a road construction machine - Google Patents
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Abstract
Eine Straßenbaumaschine kann wahlweise in mindestens zwei Betriebsmodi betrieben werden. Im Transportmodus wird die Straßenbaumaschine bei seiner Nenndrehzahl betrieben. Das erzeugt jedoch unnötig Lärm und führt zu einem unnötig hohen Kraftstoffverbrauch. Die Erfindung schafft ein Verfahren mit dem eine Straßenbaumaschine wirtschaftlich betrieben werden kann. Dazu wird der Verbrennungsmotor im Transportmodus bei einer Leerlaufdrehzahl betrieben, wobei die Drehzahl des Verbrennungsmotors nur verändert wird, wenn der Betrieb der Straßenbaumaschine im Transportmodus dies erfordert. A road construction machine can optionally be operated in at least two modes of operation. In transport mode, the road construction machine is operated at its rated speed. However, this unnecessarily generates noise and results in unnecessarily high fuel consumption. The invention provides a method by which a road construction machine can be operated economically. For this purpose, the internal combustion engine is operated in the transport mode at an idling speed, wherein the rotational speed of the internal combustion engine is only changed when the operation of the road construction machine in the transport mode requires it.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Straßenbaumaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Straßenbaumaschine gemäß dem Anspruch 11.The invention relates to a method for operating a road construction machine according to the preamble of
Selbstfahrende Straßenbaumaschinen, wie beispielsweise Straßenfertiger, Straßenfräsen, Beschicker oder dergleichen, können neben einem Fahrantrieb noch über weitere Antriebe verfügen. Insbesondere sind für verschiedene Arbeitsaggregate, wie beispielsweise eine am hinteren Teil eines Straßenfertigers angehängte Einbaubohle, Antriebe für mindestens eine Stampferleiste und/oder Vibratoren vorgesehen. Außerdem sind weitere Antriebe für Förderer zum Transport des einzubauenden Straßenbaumaterials und/oder zum Antrieb einer Verteilerschnecke zur Querverteilung des Materials denkbar. Die Antriebe arbeiten üblicherweise hydraulisch. Sie können aber auch ganz oder teilweise elektrisch arbeiten. Die Energie zum Betreiben der hydraulischen und/oder elektrischen Antriebe wird durch einen Verbrennungsmotor der Straßenbaumaschine erzeugt. Üblicherweise treibt der Verbrennungsmotor mindestens eine Hydraulikpumpe an, die den Fahrantrieb und anderen Antrieben zugeordnete Hydraulikmotoren speist.Self-propelled road construction machines, such as road pavers, road milling machines, feeders or the like, in addition to a traction drive still have more drives. In particular, drives for at least one tamper strip and / or vibrators are provided for various work aggregates, such as a screed attached to the rear of a paver. In addition, further drives for conveyors for transporting the road construction material to be installed and / or for driving a distributor screw for transverse distribution of the material are conceivable. The drives usually work hydraulically. But you can also work completely or partially electrically. The energy for operating the hydraulic and / or electric drives is generated by an internal combustion engine of the road construction machine. Usually, the internal combustion engine drives at least one hydraulic pump which supplies hydraulic motors associated with the travel drive and other drives.
Eine Straßenbaumaschine kann wahlweise in mindestens zwei Betriebsmodi betrieben werden. Je nach Situation ist der Betriebsmodus von einer Bedienperson einzustellen. Während eines Arbeitsmodus werden beispielsweise die einzelnen Aggregate eines Straßenfertigers mit Energie versorgt. Insbesondere bei einem Straßenfertiger sind das die oben genannten Aggregate. Für das Umsetzen oder den Transport der Straßenbaumaschine von einer Baustelle zu einer nächsten wird die Straßenbaumaschine im Transportmodus betrieben. Im Transportmodus sind die Arbeitsaggregate inaktiv. Vielmehr wird während des Transportmodus der Fahrantrieb der Straßenbaumaschine betrieben, um die Straßenbaumaschine in kürzester Zeit zu bspw. der nächsten Baustelle zu bewegen.A road construction machine can optionally be operated in at least two modes of operation. Depending on the situation, the operating mode is set by an operator. During a working mode, for example, the individual units of a paver are supplied with energy. Especially for a paver, these are the aggregates mentioned above. For transposing or transporting the road construction machine from one construction site to another, the road construction machine is operated in transport mode. In transport mode the work aggregates are inactive. Rather, the traction drive of the road construction machine is operated during the transport mode to move the road construction machine in the shortest possible time, for example. The next job site.
Üblicherweise wird der Verbrennungsmotor der Straßenbaumaschine während des Transportmodus bei seiner Nenndrehzahl betrieben. Für das Fortbewegen der Straßenbaumaschine wird der Volumenstrom des Hydraulikantriebs erhöht, um die Drehzahl des Fahrantriebs und somit die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steigern. Davon abgesehen, dass durch diesen Betrieb des Verbrennungsmotors bei seiner Nenndrehzahl unnötig viel Lärm erzeugt und die Umwelt stark belastet wird, führt dieser Betrieb des Verbrennungsmotors auch zu einem unnötig hohen Kraftstoffverbrauch.Usually, the internal combustion engine of the road construction machine is operated at its rated speed during the transport mode. For moving the road construction machine, the volume flow of the hydraulic drive is increased in order to increase the rotational speed of the traction drive and thus the vehicle speed. Apart from the fact that unnecessarily much noise generated by this operation of the internal combustion engine at its rated speed and the environment is heavily loaded, this operation of the internal combustion engine also leads to an unnecessarily high fuel consumption.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine selbstfahrende Straßenbaumaschine wirtschaftlich betrieben werden kann.Based on this, the present invention has the object to provide a method by which a self-propelled road construction machine can be operated economically.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren beschrieben. Demnach ist es vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor im Transportmodus bei einer konstanten Drehzahl unterhalb einer Nenndrehzahl betrieben wird, wobei die Drehzahl des Verbrennungsmotors verändert wird, wenn der Betrieb der Straßenbaumaschine im Transportmodus dies erfordert. Für gewöhnlich reicht die Energie, die durch den Verbrennungsmotor unterhalb seiner Nenndrehzahl erzeugt wird aus, um die Straßenbaumaschine zu bewegen bzw. um den hydraulischen Fahrantrieb mit ausreichender Energie zu versorgen. Durch diese Reduzierung der Drehzahl des Verbrennungsmotors wird zum einen die Lärm- bzw. Umweltbelastung reduziert und zum anderen Kraftstoff eingespart. Sofern es jedoch während des Transportmodus erforderlich ist, den Fahrantrieb mit mehr Energie zu versorgen, kann dies durch eine wenigstens zeitweise Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors gewährleistet werden. Dies könnte beispielsweise während einer Beschleunigungsphase oder einer Steigung der Fall sein.A solution to this problem is described by the method described in
Darüber hinaus kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Verbrennungsmotor im Transportmodus, insbesondere wenigstens weitestgehend, bei einer Leerlaufdrehzahl betrieben wird und die Drehzahl nur bei einer Änderung einer Last, vorzugsweise nur zeitweise, verändert wird. Für den Transport der Straßenbaumaschine reicht es für gewöhnlich aus, den Verbrennungsmotor auf dem Niveau seiner Leerlaufdrehzahl zu betreiben. Sofern die Last des Verbrennungsmotors wenigstens kurzzeitig ansteigt, wird erfindungsgemäß die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht, um den erhöhten Energiebedarf gerade eben zu decken. Sobald die Last wieder sinkt, wird die Drehzahl wieder auf das Niveau der Leerlaufdrehzahl reduziert. Auf diese Weise kann sowohl Energie gespart, als auch die Umweltbelastung reduziert werden.In addition, it can be inventively provided that the internal combustion engine in the transport mode, in particular at least as much as possible, is operated at an idle speed and the speed is changed only with a change of a load, preferably only temporarily. For transporting the road construction machine, it is usually sufficient to operate the internal combustion engine at the level of its idling speed. If the load of the internal combustion engine rises at least for a short time, the speed of the internal combustion engine is increased according to the invention in order to just just cover the increased energy requirement. Once the load drops again, the speed is reduced back to the level of idle speed. In this way both energy can be saved, and the environmental impact can be reduced.
Insbesondere kann es die vorliegende Erfindung weiter vorsehen, dass es sich bei einem der Antriebe um einen Fahrantrieb handelt, der für den Antrieb der Straßenbaumaschine von dem Verbrennungsmotor mit Energie versorgt wird, wobei der Fahrantrieb ein hydraulischer Antrieb ist mit einem Hydraulikmotor und einer Hydraulikpumpe, insbesondere einer Verstellpumpe oder einer Konstantpumpe. Gleichermaßen kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass es sich bei dem Antrieb um einen elektrischen Antrieb handelt.In particular, the present invention can further provide that one of the drives is a traction drive which is supplied with energy for driving the road construction machine by the internal combustion engine, wherein the traction drive is a hydraulic drive with a hydraulic motor and a hydraulic pump, in particular a variable pump or a constant pump. Equally, however, it can also be provided that the drive is an electric drive.
Bevorzugter Weise sieht es die Erfindung weiter vor, dass ein Volumenstrom des Hydraulikantriebs, insbesondere automatisch, erhöht wird, vorzugsweise durch Ansteuerung mindestens eines Hydraulikventils, um eine Transportgeschwindigkeit der Straßenbaumaschine konstant zu halten oder um die Transportgeschwindigkeit zu erhöhen, wobei vorzugsweise die Drehzahl des Verbrennungsmotors, insbesondere auf dem Niveau der Leerlaufdrehzahl, konstant gehalten wird. Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass entweder eine Bedienperson den Volumenstrom des Hydraulikantriebs ändert oder ein Regelkreis entsprechende Steuerbefehle erstellt und ausführt. Dazu kann es vorgesehen sein, dass der Straßenbaumaschine Sensormittel zur Bestimmung der Volumenströme, der Drehzahlen sowie der Transportgeschwindigkeit zugeordnet sind. So erscheint es denkbar, dass die Bedienperson durch die Wahl des Transportmodus über eine Steuereinrichtung das Verfahren initiiert, wonach die Straßenbaumaschine auf eine vorgegebene Transportgeschwindigkeit beschleunigt wird, und zwar bei einer minimalen Drehzahl des Verbrennungsmotors. Um die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf dem Niveau der Leeraufdrehzahl bzw. minimal zu halten, werden die Volumenströme bzw. die Verdrängungsvolumen des Hydraulikantriebs, insbesondere der Hydraulikpumpen und/oder -motoren, entsprechend variiert.Preferably, the invention further provides that a volume flow of Hydraulic drive, in particular automatically, is increased, preferably by controlling at least one hydraulic valve to keep a transport speed of the road construction machine constant or to increase the transport speed, preferably the speed of the engine, especially at the level of idle speed, is kept constant. According to the invention it can be provided that either an operator changes the volume flow of the hydraulic drive or a control circuit generates and executes corresponding control commands. For this purpose, it can be provided that the road construction machine sensor means for determining the flow rates, the speeds and the transport speed are assigned. So it seems conceivable that the operator initiates the process by selecting the transport mode via a control device, after which the road construction machine is accelerated to a predetermined transport speed, namely at a minimum speed of the internal combustion engine. In order to keep the speed of the internal combustion engine at the level of Leeraufdrehzahl or minimal, the volume flows and the displacement volume of the hydraulic drive, in particular the hydraulic pumps and / or motors are varied accordingly.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorsehen, dass ein Verdrängungsvolumen der Hydraulikpumpe, insbesondere automatisch, reduziert wird, um eine Transportgeschwindigkeit der Straßenbaumaschine im Transportmodus konstant zu halten oder um die Transportgeschwindigkeit zu erhöhen, wobei vorzugsweise gleichzeitig die Drehzahl des Verbrennungsmotors, insbesondere auf dem Niveau der Leerlaufdrehzahl konstant gehalten wird.A particularly advantageous embodiment of the invention may provide that a displacement volume of the hydraulic pump, in particular automatically reduced to keep a transport speed of the road construction machine in the transport mode constant or to increase the transport speed, preferably at the same time the speed of the engine, in particular on the Level of idling speed is kept constant.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass ein Verdrängungsvolumen des Hydraulikmotors, insbesondere automatisch, erhöht wird, um eine Transportgeschwindigkeit der Straßenbaumaschine im Transportmodus konstant zu halten oder zu erhöhen, wobei vorzugsweise gleichzeitig die Drehzahl des Verbrennungsmotors, insbesondere gemäß der Leerlaufdrehzahl, konstant gehalten wird. Durch dieses Verfahren kann die durch den Verbrennungsmotor erzeugte Energie auf eine besonders effiziente Art und Weise genutzt werden. Es ist vorgesehen, dass wenigstens ein Großteil der durch den Verbrennungsmotor erzeugten Energie von dem Fahrantrieb in die Bewegung der Straßenbaumaschine umgesetzt wird. Idealerweise wird somit nur genau die Energie vom Verbrennungsmotor erzeugt, welche für den Transport der Straßenbaumaschine verwendet wird.It may further be provided that a displacement volume of the hydraulic motor, in particular automatically, is increased in order to keep or to increase a transport speed of the road construction machine in the transport mode, wherein the speed of the internal combustion engine, in particular according to the idling speed, is preferably kept constant at the same time. By this method, the energy generated by the internal combustion engine can be used in a particularly efficient manner. It is envisaged that at least a majority of the energy generated by the internal combustion engine is converted by the traction drive into the movement of the road construction machine. Ideally, therefore, only exactly the energy is generated by the internal combustion engine, which is used for the transport of the road construction machine.
Weiter kann es die vorliegende Erfindung vorsehen, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors, insbesondere automatisch, erhöht wird, um den Energiebedarf des Fahrantriebs zu decken bzw. um die Transportgeschwindigkeit der Straßenbaumaschine konstant zu halten oder zu erhöhen.Further, it can provide the present invention that the speed of the engine, in particular automatically, is increased to meet the energy needs of the traction drive or to keep the transport speed of the road construction machine constant or increase.
Vorzugsweise kann es weiter vorgesehen sein, dass durch eine Regelung der Volumenstrom des Hydraulikantriebs, insbesondere der Hydraulikpumpe, des Hydraulikmotors oder des Hydraulikventils, bis zum Erreichen der gewählten Transportgeschwindigkeit erhöht wird. Bei dieser Regelung werden taktweise bzw. periodisch oder kontinuierlich der Volumenstrom sowie die Transportgeschwindigkeit gemessen. Sofern diese Werte von denen der Steuereinrichtung abweichen, werden die Volumenströme bzw. die Drehzahlen solange angepasst, bis die vorgegebene Transportgeschwindigkeit erreicht wird.Preferably, it can further be provided that is increased by a regulation of the volume flow of the hydraulic drive, in particular the hydraulic pump, the hydraulic motor or the hydraulic valve until reaching the selected transport speed. In this control, the flow rate and the transport speed are measured in cycles or periodically or continuously. If these values deviate from those of the control device, the volume flows or the rotational speeds are adjusted until the predetermined transport speed is reached.
Bevorzugterweise kann es außerdem vorgesehen sein, dass der Fahrantrieb direkt oder über ein hydraulisches Getriebe, insbesondere über ein Pumpenverteilergetriebe, von dem Verbrennungsmotor mit Energie versorgt wird, wobei die übrigen hydraulischen Antriebe im Transportmodus wenigstens teilweise nicht mit Energie versorgt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die gesamte durch den Verbrennungsmotor erzeugte Energie während des Transportmodus dem Fahrantrieb zugeleitet wird. Nur auf diese Weise lässt sich eine besonders umweltschonende und effiziente Betriebsart der Straßenbaumaschine gewährleisten.Preferably, it can also be provided that the drive directly or via a hydraulic transmission, in particular via a pump distributor gear, is powered by the internal combustion engine with energy, the remaining hydraulic drives are at least partially not supplied with energy in the transport mode. In this way it is ensured that the entire energy generated by the internal combustion engine during the transport mode is supplied to the traction drive. Only in this way can a particularly environmentally friendly and efficient operating mode of the road construction machine be ensured.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass das Verdrängungsvolumen des Hydraulikmotors in Abhängigkeit vom Verdrängungsvolumen der Hydraulikpumpe verändert wird und zwar ohne, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors verändert wird, um eine voreingestellte Transportgeschwindigkeit zu erreichen. Gleichermaßen kann es vorgesehen sein, dass Hydraulikventile angesteuert werden, um die für eine vorgegebene Transportgeschwindigkeit notwendigen Volumenströme zu erreichen.A further advantageous embodiment of the present invention may provide that the displacement volume of the hydraulic motor is varied in dependence on the displacement volume of the hydraulic pump, without that the speed of the internal combustion engine is changed in order to achieve a preset transport speed. Equally, it may be provided that hydraulic valves are actuated in order to achieve the volume flows necessary for a given transport speed.
Schließlich ist für die Lösung der oben genannten Aufgabe eine Straßenbaumaschine gemäß dem Anspruch 11 vorgesehen, zur Ausführung des Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10.Finally, a road construction machine according to
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 eine Seitenansicht eines Straßenfertigers, und -
2a Darstellung einer Dieseldrehzahl in Abhängigkeit von der Zeit, -
2b Darstellung eines Verdrängungsvolumens einer Pumpe in Abhängigkeit von der Zeit, -
2c Darstellung eines Verdrängungsvolumens eines Motors in Abhängigkeit von der Zeit, und -
2d Darstellung einer Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit.
-
1 a side view of a road paver, and -
2a Representation of a diesel speed as a function of time, -
2 B Representation of a displacement volume of a pump as a function of time, -
2c Representation of a displacement volume of an engine as a function of time, and -
2d Representation of a vehicle speed as a function of time.
Um das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Straßenbaumaschine zu beschreiben, wird in der
Der in der
In Fertigungsrichtung
In Fertigungsrichtung
Die Einbaubohle
Die Antriebseinheit
Der hier gezeigte Straßenfertiger
Beim gezeigten Straßenfertiger
Der hier dargestellte Straßenfertiger
Gemäß der hier beschriebenen Erfindung wird während des Transportmodus wenigstens zunächst versucht, die Drehzahl des Verbrennungsmotors gering bzw. auf dem Niveau der Leerlaufdrehzahl zu halten. Nur bei Bedarf wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht. Das kann beispielsweise bei einer Beschleunigung der Baumaschine oder bei einer Steigung der Straße erfolgen. Die Regelung der Drehzahl erfolgt automatisiert durch eine Steuereinheit. Gleichzeitig wird der Volumenstrom des hydraulischen Fahrantriebs derart angepasst, dass sich die Straßenbaumaschine bzw. der Straßenfertiger
Die
Die vier Diagramme
Zu einer Zeit t0 ist die Fahrzeuggeschwindigkeit der Straßenbaumaschine minimal bzw. gleich 0. Wenn nun die Bedienperson beispielsweise als möglichen Betriebsmodus den Transportmodus wählt, um die Straßenbaumaschine zur nächsten Baustelle zu fahren, wird zunächst der Verbrennungsmotor gestartet. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht sich bis zu dem Zeitpunkt t1 und erreicht bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ihre Leerlaufdrehzahl (
Um nun die Fahrgeschwindigkeit bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit der Straßenbaumaschine zu erhöhen (
Um die Fahrzeuggeschwindigkeit noch weiter zu erhöhen (
Während des Transportmodus wird somit der Verbrennungsmotor bei einer konstanten Drehzahl, nämlich seiner Leerlaufdrehzahl, betrieben. Um die Fahrzeuggeschwindigkeit der Straßenbaumaschine zu erhöhen, werden die Verdrängungsvolumina der hydraulischen Komponenten, insbesondere der Pumpen und/oder der Motoren, entsprechend angepasst.During the transport mode, the internal combustion engine is thus operated at a constant speed, namely its idling speed. In order to increase the vehicle speed of the road construction machine, the displacement volumes of the hydraulic components, in particular of the pumps and / or the motors, are adjusted accordingly.
Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass für die Beschleunigung der Straßenbaumaschine bzw. für einen konstanten Fahrbetrieb Hydraulikventile benutzt werden, um die Verdrängungsvolumina bzw. Volumenströme zu regeln.According to the invention, provision may also be made for hydraulic valves to be used for the acceleration of the road construction machine or for a constant driving operation in order to regulate the displacement volumes or volume flows.
Für das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren sind den hydraulischen Komponenten Sensormittel zugeordnet, über die der Volumenstrom bzw. die Verdrängungsvolumina messbar sind und an ein Regelsystem übertragbar sind. Das Regelsystem bzw. die Steuereinheit steuert sodann, insbesondere automatisch, die Volumenströme, bzw. die Verdrängungsvolumina der hydraulischen Komponenten, um die Fahrzeuggeschwindigkeit der Straßenbaumaschine zu ändern bzw. konstant zu halten, und zwar ohne, dass die Dieseldrehzahl dafür verändert werden muss.For the method according to the invention described here, the hydraulic components are assigned sensor means by which the volume flow or the displacement volumes can be measured and transmitted to a control system. The control system or the control unit then controls, in particular automatically, the volume flows, or the displacement volumes of the hydraulic components, in order to change the vehicle speed of the road construction machine or to keep it constant, without the need to change the diesel engine speed for it.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Straßenfertigerpavers
- 1111
- Fahrwerklanding gear
- 1212
- Antriebseinheitdrive unit
- 1313
- Fertigungsrichtungproduction direction
- 1414
- Vorratsbehälterreservoir
- 1515
- Verteilerschneckeauger
- 1616
- Einbaubohlescreed
- 1717
- Tragarmecarrying arms
- 1818
- BohlengrundkörperBohlen body
- 1919
- Gleitplattesliding plate
- 2020
- Bedienstandoperating platform
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018002743.1A DE102018002743A1 (en) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Method for operating a road construction machine |
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DE102018002743A1 true DE102018002743A1 (en) | 2019-10-10 |
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DE102018002743.1A Pending DE102018002743A1 (en) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Method for operating a road construction machine |
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2018
- 2018-04-03 DE DE102018002743.1A patent/DE102018002743A1/en active Pending
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