Modellgestützter Vergleich hydraulischer Konzepte zur Reduzierung des Energiebedarfs mobiler Arbeitsmaschinen unter Berücksichtigung variabler, kundenspezifischer Nutzungsprofile am Beispiel eines Baggers

Kurzfassung
Der Energiebedarf von Mobilbaggern während des Betriebs hängt neben dem kundenspezifischen Einsatz unter anderem stark vom verwendeten hydraulischen Systemkonzept ab. Durch die sukzessive Weiterentwicklung der Komponenten und hydraulischen Systeme existiert dazu mittlerweile eine Vielzahl an verschiedenen Konzepten und Teillösungen, mit denen die Energieeffizienz der Maschine gesteigert werden kann. Jedoch handelt es sich oftmals um eine komplexe Aufgabe, aus den vorhandenen Einzellösungen ein für den Kunden verbrauchsoptimales Gesamtsystemkonzept zu erstellen. Um dies zu erleichtern, ist eine Unterstützung des Konzeptauswahlprozesses mittels hydraulischer Systemsimulationen möglich, sodass der Energieverbrauch verschiedener Konzepte und Konzeptkombinationen im Gesamtsystemzusammenhang schon frühzeitig im Produktentwicklungsprozess abgeschätzt werden kann. Um dies effizient durchzuführen, wird in dieser Arbeit ein methodischer Ansatz entwickelt, mit dem ein Vergleich verschiedener hydraulischer Konzepte modellgestützt durchgeführt werden kann. Im Fokus stehen dabei die Entwicklung eines modular aufgebauten Simulationsmodells für eine vereinfachte Implementierung von Konzepten in ein Gesamtsystemmodell sowie die Einbindung eines variablen, kundenspezifischen Nutzungsprofils in den Bewertungsprozess. Dazu wird zunächst auf die Modellerstellung und Modularisierung eingegangen und die Validierung und Verifikation des Modells beschrieben. Im Anschluss werden exemplarische Konzepte vorgestellt, die durch eine Bewertung unter Berücksichtigung des realen Einsatzes beim Kunden hinsichtlich ihres Energieverbrauchs miteinander verglichen werden.