Skip to main content
Til toppen
Hydnett.no et samarbeid mellom Hydraulikkteknikk AS, Sylinderakutten AS & Smøreteknikk AS. Privatkunde fri frakt fra 1500 kr | Bedriftskunde fri frakt fra 2500 kr

Få maksimal kontroll på hydraulikken: Slik velger du riktig regulator for variable stempelpumper

Variable aksial- og radialstempelpumper har justerbart slagvolum, noe som gjør at de kan endre hvor mye væske de fortrenger per omdreining. En regulator er en innebygd styreenhet på pumpen som automatisk varierer pumpens slagvolum for å oppnå ønskede driftsbetingelser. Regulatorens funksjon er å tilpasse pumpeleveransen (flow og trykk) til systemets behov, enten det er for å opprettholde et visst trykk, følge lasten (flow-behov), begrense effekttrekk, eller en kombinasjon. Uten en regulator ville en variabel pumpe enten gitt maks flow hele tiden eller krevd manuell justering – noe som ville vært upraktisk og ineffektivt. Regulatoren er med andre ord “hjernen” til pumpen som passer på at den kun leverer den mengden olje systemet trenger og holder gitte grenser (f.eks. makstrykk)​. Resultatet er bedre energieffektivitet, mindre varmeutvikling og beskyttelse av systemet mot overbelastning.

Nedenfor gjennomgås de vanligste typene regulatorer for variable stempelpumper, deres virkemåte (mekanisk/elektrisk prinsipp), hvilke systemtyper de passer for, fordeler og ulemper, samt typiske bruksområder. Til slutt sammenlignes regulatorene i en tabell, og det gis råd om valg basert på applikasjon, kostnad og styringskrav.

Trykkregulator (konstant trykk)

En trykkregulator – ofte kalt trykkkompensator – forsøker å holde systemtrykket på en forhåndsinnstilt verdi ved å justere pumpens slagvolum. Mekanisk består den typisk av en fjærbelastet ventil (pilotspole) som ”føler” utløpstrykket fra pumpen. Så lenge systemtrykket er under innstilt verdi, lar fjæren pumpen gå til maks slagvolum (full flow). Når trykket øverstiger setpunktet, skyves pilotventilen av trykket mot fjæren og begynner å destroke pumpen – dvs. redusere vinkelen på swash-platen slik at slagvolumet minker​. Dette reduserer flowen pumpen leverer, inntil balanse oppnås ved at systemtrykket ligger på innstilt nivå. Resultatet er at pumpen automatisk leverer akkurat så mye flow at trykket holder seg konstant på ønsket verdi (innenfor en liten hysterese).

Egnede systemer: Trykkkompensering passer for såkalte konstanttrykksystemer eller systemer med variabelt forbruk der man ønsker en form for standby-trykk tilgjengelig. Mange industrielle hydraulikksystemer med flere ventiler bruker trykkkompensert pumpe som holder et konstant trykk i hovedgalleriet. Også enkelte mobile maskiner kan bruke konstanttrykk-pumper hvis lasten er relativt jevn. En forutsetning er at tilgjengelig drivkraft (motor) tåler å ta pumpen til full flow ved kompensatortykk – ellers kan motoren kveles før pumpen rekker å destroke​

Fordeler: Enkelt og pålitelig prinsipp; kun mekaniske komponenter. Pumpen gir automatisk kun nødvendig flow for å opprettholde trykket, noe som sparer energi ift. en fast pumpeløsning​. Man får umiddelbart full flow tilgjengelig så fort trykket faller under setpunkt (rask respons ved belastningsøkning). Trykkregulatoren beskytter også systemet ved å forhindre at trykket overstiger innstilt verdi (fungerer som en integrert trykkbegrensning).

Ulemper: Systemet går hele tiden med pumpen holdt på stand-by trykk selv når det ikke er forbruk – dette medfører et lite kontinuerlig effekttap (lekkasjer og friksjon) som blir til varme. I praksis må man ofte montere en sikkerhetsventil (trykkavlastning) litt over kompensatortrykket som nødvern​. Videre må drivmotoren være dimensjonert for å kunne levere full effekt ved kompensatortrykket med maks slagvolum (ellers vil motoren stanse før pumpen rekker regulere ned flowen). For varierende last kan konstanttrykkprinsippet sløse energi fordi hele trykkfallet mot lavere laster går over strupninger i ventiler – dette gir varme (lav virkningsgrad)​dersom ikke lasten alltid krever maks trykk.

Typiske bruksområder: Industrielle hydraulikkaggregater der flere sylindre/motorer skal drives og man ønsker et sentralisert konstant trykk (f.eks. hydrauliske presser, verktøymaskiner med mange akser, etc.). Også i enkelte mobile maskiner med jevnt trykkbehov. Generelt brukt der lasten er nokså konstant eller energitap ikke er kritisk. Ofte velges denne enkle regulatoren når man vil ha færrest mulige variabler og aksepterer litt høyere energiforbruk for enklere systemdesign.

Trykkavskjæring (Pressure Cut-off)

En trykkavskjæringsregulator er i bunn og grunn en variant av trykkregulatoren som har som hovedformål å begrense maksimalt systemtrykk. I stedet for å opprettholde et konstant arbeidstrykk til enhver tid, er trykkavskjæring typisk stilt inn på et høyere nivå hvor pumpen rett og slett destroker til null (eller minimal standby-flow). Når systemtrykket når denne terskelen, “skjæres” flowen av – pumpen gir da kun nok for å holde trykket på grensen og ingen overskytende flow.

Mekanisk ligner oppbygningen på en trykkkompensator: en fjærbelastet pilotventil som reagerer på utløpstrykket. Forskjellen er at trykkavskjæringen ofte er stilt på et høyere sikkerhetsnivå og noen ganger utformet for å snappe over til nullslag relativt brått ved grenseverdien. Enkelte pumper har både en konstanttrykk-del og en separat høytrykks avskjæringsventil integrert. For eksempel kan man ha pumpen holdende f.eks. 250 bar konstant, men en avskjæring som fullt destroker ved 280 bar for å beskytte systemet. I mange moderne pumper er imidlertid “trykkavskjæring” det samme som trykkkompensatorens hovedfunksjon – begrepene overlapper. I praksis brukes trykkavskjæring oftest i kombinasjon med andre regulatortyper (se kombinasjonsregulatorer) som et maksimumsvern.

Egnede systemer: Alle hydraulikksystemer trenger en form for makstrykkbegrensning. Trykkavskjæring som separat regulator er særlig nyttig i systemer hvor pumpen normalt styres av noe annet (f.eks. LS eller elektrisk signal), men man vil ha en mekanisk backup som hindrer at trykket går over en viss grense. Det kan også benyttes der man ønsker at pumpen skal levere maks flow uansett inntil et bestemt trykk, og da kutte.

Fordeler: Beskytter mot overtrykk og begrenser effekttrekk når trykket blir høyt. I standby med avskjæring på makstrykk trekker pumpen minimalt med strøm (sparer energi i holdetrykk-faser). Komponenten er relativt enkel og pålitelig, og gir en form for innebygd sikkerhetsventil-funksjon (om enn ikke en erstatning for separate sikkerhetsventiler).

Ulemper: Som separat regulator (uten kombinasjon) vil pumpen gå på full slag helt til trykket treffer terskelen – det innebærer at det kan produseres mye unødvendig flow under trykk før avskjæringen slår inn. Dette kan gi energitap og varme hvis systemet ofte opererer under maks trykk. Derfor brukes trykkavskjæring sjelden alene, men heller sammen med LS- eller effektregulator, hvor avskjæringen kun tar kontroll ved ekstreme trykk. Nøyaktigheten kan variere litt (noe hysterese), og innslagspunktet må settes med margin til systemets sikkerhetsventil.

Typiske bruksområder: Lastfølende systemer: I lastfølende (LS) pumper er en trykk-cut-off nesten alltid inkludert for å avgrense makstrykket. Mobile maskiner: mange mobilpumper har en kombinasjon LS + trykkavskjæring. Sikkerhetskritiske systemer: f.eks. i løfteutstyr kan en trykkavskjæring brukes for å stoppe pumpa fra å overbelaste motoren ved for høy motstand. Generelt der man trenger en rimelig mekanisk makstrykkbegrenser integrert i pumpa.

LS-regulator (Lastfølende regulering)

En LS-regulator (Load Sensing), på norsk lastfølende regulator, justerer pumpens flow ut fra lastens behov, slik at trykkfallet over en strupe (ventil) holdes konstant. Det vil si at pumpen automatisk tilpasser flowen for å oppnå en gitt differanse (ofte kalt LS-trykk) mellom pumpens utløp (P) og lastens trykk. Så lenge denne differansen er konstant, vil flowen gjennom ventilen være konstant for en gitt ventilåpning – dermed oppnår man at sylinder-/motorhastigheter ikke varierer med lasten​.

Hvordan den fungerer: Mekanisk er LS-regulatoren en utvidelse av trykkkompensatoren med en ekstra funksjon: Den har en lastføling-spole med en lettere fjær som får tilført trykket fra lastsignal-linjen (LS-port, X-port) i systemet. LS-linjen er koblet til hydraulikkventilenes lastsignal-galleri som via shuttler velger høyeste belastningstrykk. Regulatorspolen sammenligner pumpetrykket (P) mot lasttrykket (LS) + en fjærforspenning (margin). Så lenge P = LS + margin, er pumpen i balanse og leverer konstant flow. Hvis lasten øker (LS stiger) slik at differansen faller under marginverdien, vil spolen åpne for å øke pumpens vinkel (øke flow) inntil P – LS = margin igjen​. Omvendt, dersom lasttrykket synker (lav belastning) og pumpetrykket dermed blir høyere enn nødvendig margin, destroker pumpen til flowen minker og trykket faller til balanse. I nullforbrukstilfelle (alle ventiler stengt) ventileres LS-linjen til tank, og pumpen går i standby med kun LS-trykk (typisk 20-30 bar) – den leverer da bare nok flow til å opprettholde dette lille standbytrykket.

Vanligvis kombineres LS-regulatoren med en trykkavskjæring/kompensator slik at om totaltrykket når en maksgrense, overstyrer makstrykk-regulatoren og destroker pumpen (f.eks. hvis en sylinder bunner ut). LS-regulatoren vil altså ta hånd om flowstyring i området under makstrykk, men gir fra seg kontrollen ved trykk over innstilt maksimum​.

Egnede systemer: Lastfølende pumper brukes svært mye i mobile hydraulikksystemer – f.eks. på gravemaskiner, hjullastere, kraner osv – der lasten varierer og energieffektivitet er viktig. LS-systemet forutsetter at man har lastfølende retningsventiler eller en form for strupeprinsipp i styringsventilene. Også en del industrisystemer med variabel belastning benytter LS for å spare energi, men LS er mest utbredt på mobile maskiner (der det drives av dieselmotorer og varme/effekt er kritisk). LS-regulator passer for flere samtidige funksjoner fordi hver ventil-del kan få konstant flow uavhengig av naboens belastning, gitt at pumpen kan levere totalt.

Fordeler: Svært energieffektiv – pumpen leverer kun det som etterspørres av aktuatorene, i motsetning til konstanttrykk der overskuddsflow går over ventiler som tap. Tapene begrenses til et lite, fast margintrykk over last​. Systemet gir stabil hastighet uansett last: operatoren opplever at en gitt spakbevegelse gir samme sylinderhastighet uavhengig av om lasten er tung eller lett, fordi pumpen øker trykket automatisk for tunge laster for å opprettholde flow (så lenge innen pumpas kapasitetsgrenser). I null lasttilfelle går pumpen på lavt standbytrykk (f.eks. 20 bar) i stedet for fullt systemtrykk, noe som sparer drivstoff og reduserer varmeutvikling​. LS-systemer er dermed ideelle for mobile maskiner hvor både last og brukssyklus varierer mye – man oppnår god kontroll og effektivitet.

Ulemper: LS-pumper og ventiler er mer komplekse og dyrere enn enklere konstanttrykksystemer.  Responsen på veldig raske endringer kan være litt tregere enn med en fast pumpe (pga. pumpe må justere seg – dog i praksis få millisekund). I tillegg opprettholder systemet alltid LS-trykket, som representerer et lite konstant effektap (f.eks. ~20 bar standby over litt flow genererer varme, men betydelig mindre enn konstant 200 bar!). 

Typiske bruksområder: Mobile anleggsmaskiner (gravemaskiner, kraner, trucker, landbruksmaskiner) – her er LS nesten standard for moderne hydraulikk. Marine og offshore-kraner og vinsjer – hvor man kjører mange funksjoner samtidig og ønsker energieffektivitet. Kommunalteknikk (f.eks. brøytebiler med sandspreder, kran osv.). Noen industriapplikasjoner med svært varierende sykluser (f.eks. testbenker for hydraulikk) kan dra nytte av LS for å unngå å kaste bort energi på varme. Kort sagt, LS benyttes der man vil ha automatisk tilpasning av flow og trykk etter last, for best mulig effektivitet og kontroll.

Effektregulator (power control / momentbegrensning)

En effektregulator – også kalt momentregulator eller HK-begrenser – styrer pumpens slagvolum for å begrense effekttrekket (dvs. dreiemomentet) fra drivmotoren. Dette gjøres ved at pumpen begynner å destroke når produktet av trykk og flow (som er proporsjonal med effekt/turtall) når en gitt grense. Mekanisk realiseres dette typisk ved en ekstra fjær- og stempeleenhet som påvirkes av pumpetrykket i tillegg til trykkkompensatorens ordinære fjær​. Denne enheten “merker” når trykket stiger såpass at for en gitt pumpevinkel vil effekten overskride innstillingen, og den vil da skyve swash-platen mot mindre vinkel (mindre slagvolum). Dermed avtar flowen idet trykket øker videre, slik at effekten (trykk × flow) holder seg under en konstant grense.

Med andre ord: Ved lave trykk tillates pumpen å gå til full slagvolum (maks flow) siden effekttrekket da er lavt. Når trykket øker mot høyere nivå, vil pumpen gradvis trekke ned flowen slik at ikke total effekt overstiger maks tillatt. Resultatet er at man utnytter maksimalt tilgjengelig effekt fra motoren til enhver tid, uten å overbelaste den. Dette er essensielt i mobile maskiner drevet av forbrenningsmotorer: Pumpen “tilpasser” seg motorkurven slik at motoren ikke kveles. Effektregulatoren kalles også ofte momentbegrenser, da den i praksis styrer maks dreiemoment tatt ut av pumpen.

Egnede systemer: Spesielt nyttig på mobilt utstyr med begrenset motoreffekt – f.eks. gravemaskiner, traktorredskaper, skogsmaskiner – der lasten kan kreve høy trykk, men motoren har begrenset dreiemoment ved gitte turtall. I slike systemer forhindrer effektregulatoren at motoren “lugger” eller stopper ved tunge operasjoner. Også i stasjonære systemer med små elektriske motorer kan det brukes for å unngå overbelastning (slik at man kan velge en mindre motor enn man ellers måtte for makslast)​. Effektregulator er som regel kombinert med trykkregulator: den begrenser effekt under maks trykk, mens trykkkompensatoren fortsatt definerer et absolutt makstrykk.

Fordeler: Tillater optimal utnyttelse av tilgjengelig effekt uten overbelastning. Man kan bruke en mindre motor for å drive en stor pumpe, fordi pumpa selv begrenser seg ved høye trykk​. I mobil sammenheng gir det bedre maskinytelse – pumpen leverer maks mulig flow ved lette laster (hurtige bevegelser), men reduserer flow automatisk ved tunge laster slik at motoren ikke kveles, i stedet går bevegelsen saktere men kraften opprettholdes. Dette gir ”to gir”-effekt: høy hastighet ved lav last, automatisk nedgir til lav hastighet ved høy last. Systemet unngår unødige motorstopp og kan spare drivstoff ved å holde motoren i et optimalt effektområde.

Ulemper: Regulatoren er mer komplisert og må kalibreres mot motorens momentkurve – feiljustering kan føre til enten utnyttes ikke full effekt (hvis satt for konservativt) eller fortsatt overbelastning (hvis satt for høyt). For operatøren kan det oppleves at maskinen “går tregere” automatisk under tung last – dette er normalt ønsket, men i noen tilfeller kan plutselig redusert flow forvirre hvis man ikke forstår hvorfor maskinen går sakte. I lukkede systemer (f.eks. hydrostatiske drivverk) kan momentbegrensning føre til at trykket topper ut og man mister videre respons. I sum er det en trade-off mellom maksimal ytelse og motorstabilitet. På vedlikeholdssiden betyr flere deler i regulatoren litt mer som kan feile.

Typiske bruksområder: Svært vanlig i gravemaskiner og store mobile maskiner som har variable pumper: her er momentbegrensning kritisk for å kunne bruke hele motorens effekt uten å stalle. Landbruksmaskiner med hydraulisk drift, f.eks. store skurtreskere, har pumper med effektregulator tilpasset dieselmotorens kurve. Truck og gaffeltrucker kan ha det for løftesystemet. Også i industrielt utstyr der man bruker mindre elektromotorer for store pumper – f.eks. en testpresse der man vil unngå å bruke en alt for stor motor kun for sjeldne maksbelastninger. I disse tilfellene lar man pumpen begrense seg selv og dermed spare installert motorkapasitet​.

Kombinasjonsregulatorer (flere funksjoner kombinert)

Mange pumper tilbyr kombinerte regulatorer som utfører to (eller flere) kontrollfunksjoner samtidig. Hensikten er å dra nytte av fordelene fra flere prinsipper og tilpasse pumpens oppførsel mer presist til applikasjonens krav. De vanligste kombinasjonene er trykk + flow (LS) og trykk + effekt, men også LS + effekt forekommer, samt varianter med elektrisk styring i tillegg.

  • Trykk + LS: Dette er i praksis standarden i lastfølende systemer – man har en LS-regulator for å følge lasten (styre flow) kombinert med en trykkavskjæring for å begrense makstrykk. Ofte betegnes en slik regulator “LS-kompensator med makstrykk” av produsentene​. Fordelen er at man får både energieffektiv lastfølging og beskyttelse mot overtrykk. Nesten alle LS-pumper har denne komboen innebygd. Typisk bruksområde: mobile hydraulikksystemer generelt.

  • Trykk + effekt: Her kombineres en trykkkompensator (konstant trykk opp til setpunkt) med effektbegrensning. Pumpen vil da holde konstant standbytrykk inntil effektbegrensningen slår inn tidligere hvis motoren ikke klarer fullt volum ved det trykket. Denne kombinasjonen sees f.eks. på enkelte maskiner hvor man ønsker konstant systemtrykk for rask respons, men motoren er begrenset – effektregulatoren hindrer motorkveling før trykkkompensatoren rekker reagere​. Typisk i mobile maskiner som skal operere både som konstanttrykkskilde for noen funksjoner og samtidig ta hensyn til motoren. Fordelen er full utnyttelse av motor og konstanttrykk-fordelene; ulempen er mer kompleks regulering.

  • LS + effekt: Her har man lastfølende styring av flow, og en momentbegrensning. Dette er typisk i større anleggsmaskiner som gravemaskiner: Pumpen følger last/behov (LS) for effektivitet, men i tillegg sikrer momentbegrensningen at summen av bevegelser ikke trekker over tilgjengelig effekt. Fordelene er kombinasjon av LS-energisparing og motorbeskyttelse​. Ulempen er kompleks samspill; denne type regulator må fintunes, ellers kan man få litt “ujevn” oppførsel når både LS og momentstyring griper inn samtidig. Brukes i avanserte mobile systemer, f.eks. store gravere, der man må begrense totalpumpens forbruk når flere sylindre belastes samtidig.

  • Andre kombinasjoner: Det finnes også regulatorer som kombinerer tre funksjoner, f.eks. LS + trykk + effekt i én pakke, slik at pumpen lastfølger, har makstrykk cut-off og momentbegrensning. Disse kalles gjerne summasjonsregulatorer (fordi effekten av fjærene summeres)​. I praksis er slike avanserte regulatorer oftest elektronisk styrt i moderne systemer (se neste avsnitt).

Kombinasjonsregulatorer skreddersys gjerne til applikasjonen. Mange store produsenter tilbyr ulike kombikoder (f.eks. “DFR” = Druck/Flow/Regulator = trykk + LS, eller “PT” = pressure + torque, etc.). Fordelen er at man får det beste fra flere verdener: f.eks. LS for effektivitet, men med backup trykkbegrensning og momentkontroll for motor. Ulempen er selvsagt økt kompleksitet – flere justeringer som må harmonere. Likevel er dette ofte nødvendig i krevende maskiner.

Elektronisk og proporsjonal styring (EDC, EPC)

Tradisjonelle regulatorer beskrevet over er rent mekanisk/hydrauliske – dvs. fjærer og ventiler som selv måler trykk og beveger pumpens styring. I moderne systemer blir det stadig vanligere med elektronisk styrte pumper. Dette kan ta form av proporsjonal elektrohydraulisk regulator (en proporsjonal magnetventil overtar for noen av fjærene) eller full EDC (Electronic Displacement Control), som er en lukket sløyfe elektrisk posisjonskontroll av pumpens slagvolum.

Ved elektronisk styring sitter det en liten servoventil eller magnet på pumpen som styrer pilotoljen til pumpens reguleringsstempel. En EDC er typisk en to-trinns elektrohydraulisk servoventil med mekanisk feedback som gir en lukket sløyfe kontroll av swash-platen etter et elektrisk inngangssignal​. Dette betyr at man med en elektrisk styrestrøm kan kommandere pumpen til en gitt vinkel (og dermed gitt flow). Ofte kombineres dette med elektroniske sensorer (trykk, vinkel, rpm) og en kontroller for å implementere programvarebasert regulator. For eksempel kan man elektronisk begrense trykk eller effekt ved å måle disse og justere pumpen via software, i stedet for fjærer.

Egnede systemer: Elektronisk styring brukes der man ønsker fleksibilitet og integrasjon i styringssystemet. F.eks. i avanserte mobile maskiner med CAN-bus, hvor pumpen inngår i det elektroniske styringsnettverket. Også i industrielle presisjonsmaskiner (plaststøpemaskiner, hydrauliske servoakslinger) er elektro-pumper brukt for presis kontroll. Det krever en elektronisk ECU (styringsenhet) som regulerer pumpen, ofte i samspill med ventiler.

Fordeler: Full fleksibilitet – man kan endre regulatorens karakteristikk via software (f.eks. forskjellige trykkgrenser under ulike forhold, adaptive effektrammer etc.). Man kan oppnå mer dynamisk respons og presisjon ved lukket sløyfe kontroll enn rent mekanisk. En elektronisk pumperegel kan implementere flere funksjoner samtidig (trykkbegrensning, LS, momentstyring) via programvare​, uten behov for alle de ekstra fjærene – dette kan gi jevnere og mer optimal styring. Integrasjon med sensorer (f.eks. turtallssensor på motor, trykksensorer på aktuatorer) muliggjør avanserte funksjoner som anti-stall (forutse stans og redusere pumpeuttak før motoren lugger), power sharing mellom flere pumper, etc. Elektronisk styrte pumper kan også fjernstyres eller inngå i overordnet maskinautomatisering på en helt annen måte enn en rent mekanisk regulator.

Ulemper: Mer kostbart – både pumpen (med ventiler og elektronikk) og behovet for en elektronisk kontroller/programmering øker kostnad og kompleksitet. Systemet blir avhengig av strøm og elektronikk; ved feil på sensorer eller controller kan pumpen trenge en fallback (mange har limp-home default som trykkkompensert). For vedlikeholdspersonell krever feilsøking ofte diagnoseverktøy/datamaskin. I svært varme/skitne miljøer kan elektronikken være et sårbart punkt (dog de fleste er robuste i dag). Responsen kan i noen tilfeller være begrenset av solenoidens båndbredde, men moderne servoer er raske. Alt i alt må nytteverdien (typisk i form av drivstoffbesparelse, bedre kontroll, flere funksjoner) veies mot merkostnad.

Typiske bruksområder: High-end mobile hydraulikk – f.eks. de nyeste anleggsmaskinene hvor alt er ECU-styrt og man ønsker adaptive funksjoner (f.eks. smart effektdeling mellom kjøresystem og arm på en hybrid gravemaskin). Plastindustri (sprøytestøping) – maskiner der pumper med servodrevet regulator erstatter tradisjonelle ventiler for presisjonskontroll av trykk og hastighet i støpesyklusen. Testing og simulatorer – der man trenger å programmere pumpeprofilene (f.eks. syklisk trykk). Også marine/offshore applikasjoner som krever fjernstyring: f.eks. en pumpe plassert nede i maskinrom som styres proporsjonalt fra et kontrollrom. 

 

Sammenligning av regulator-typene og valg av løsning

Nedenfor oppsummeres de ulike regulatorene med nøkkelpunkter:

Regulatortype Funksjon og virkemåte Egnet for Fordeler Ulemper Typiske bruksområder
Trykkregulator
(konstant trykk, trykkkompensator)
Holder konstant systemtrykk ved å modulere pumpeslagvolum når innstilt trykk nås. Mekanisk fjær/pilotventil føler utløpstrykk og destroker pumpen ved setpunkt​ Konstanttrykksystemer; flere forbrukere på felles linje; system med jevn last. Enkelt og pålitelig. Leverer kun nødvendig flow for å holde trykk – sparer energi vs. fast pumpe​. Alltid standby-trykk tilgjengelig (rask respons). Beskytter mot overtrykk. Konstant pumpestandby på høyt trykk gir kontinuerlig effekttap/varme​. Krever motor som tåler full flow ved komp.trykk (ellers motorstopp). Mindre effektiv ved varierende last (energitap over ventiler). Industriale hydraulikkaggregater (maskinverktøy, presser). Noen mobile systemer med liten variasjon. System der man prioriterer enkelhet over topp effektivitet.
Trykkavskjæring
(pressure cut-off)
Begrenser maksimalt trykk ved å destroke pumpen når en fast høytrykkgrense nås (kutte flow). Mekanisk lik trykkregulator, men virker først ved høyere terskel – stopper da nesten all flow. Alle systemer som trenger makstrykkbegrensning. Ofte som sekundær regulator sammen med LS eller effekt. Hindrer overtrykk og motoroverlast; sparer energi ved holdetrykk (pumpen går til nullslag ved maks) . Enkel ekstra sikkerhet innebygget i pumpen. Hvis alene: ineffektiv – pumpen gir full flow inntil maksgrensen treffes. Ofte ikke presis modulering, mer on/off. Bør suppleres med finere regulering for optimalt resultat. Som del av LS-regulator (nesten alle LS-pumper har dette). Mobile applikasjoner for sikkerhet. Hydrauliske systemer hvor man ønsker intern avlastning ved et bestemt trykk uten ekstern ventil.
LS-regulator
(lastfølende)
Justerer pumpens flow for å opprettholde konstant trykkdifferanse (margin) over lasten. Har en ekstra LS-pilot som føler høyeste lasttrykk via LS-linje og regulerer swash-platen deretter​. Kombineres med makstrykkbegrensning. Variabelt forbruk med store lastvariasjoner. Mobile systemer med flere samtidige funksjoner. Når energieffektivitet og jevn hastighet er viktig. Meget energieffektiv – kun et lite margintrykk tapes​. Konstant hastighet uavhengig av last (bedre kontroll). Lavt standbytrykk i nullforbruk (mindre tomgangstap)​. Ideell for multifunksjon (deling av flow). Mer kompleks/ kostbar. Konstant LS-trykk 10–30 bar (lite tap, men eksisterer). Kan bli ustabil om feil designet. Krever LS-ventiler og shuttle-system (mer komponenter). Anleggsmaskiner: gravemaskin, laster, kran, truck. Mobil hydraulikk generelt. Også energisparende industrisystemer.
Effektregulator
(power control / momentbegrensning)
Begrenser pumpens effekttrekk (trykk × flow) til maks tillatt. Ekstra fjær/stempel som destroker pumpen progressivt når trykket × pumpeslag nærmer seg motorens HK-grense​. Holder motorbelastning konstant ved max. Mobile/stasjonære systemer med begrenset motoreffekt. Når last kan variere fra lett til svært tung og motor ikke dimensjonert for fullt volum ved maks trykk. Utnytter motoren fullt uten overbelastning​. Automatisk “girskift” – høy hastighet ved lav last, lav hastighet ved høy last. Muliggjør mindre motor for samme jobb (kostnadsbesparende). Forhindrer motorstopp under peak belastning. Kompleks å justere; feil innstilling kan gi enten ubrukte ressurser eller fortsatt overlast. Kan oppleves at maskin “sakter ned” automatisk. Flere deler -> økt vedlikeholdsbehov. Gravemaskiner, kraner, mobile maskiner med dieselmotor. Hydrauliske systemer med undervurderte motorer/elektromotorer. Generelt der man må unngå motorkveling v. lastspisser (f.eks. borremaskiner, offshore vinsj med liten motor).
Kombinasjons-regulator
(f.eks. Trykk+LS, Trykk+Effekt, LS+Effekt)
Integrerer to eller flere reguleringstyper i én pumpe. F.eks. LS + makstrykk (standard LS-pumpe), trykkkompensator + momentfjær, eller LS + momentbegrensning (forener lastfølging med effektkontroll)​. Interne fjærer “summeres” eller ulike pilotkretser brukes. Avanserte systemer som krever flere kontrollgrenser samtidig. Mobile maskiner hvor både overtrykk og motorHK må ivaretas (de fleste større maskiner). Kombinerer fordeler – f.eks. LS effektivitet + trykkbeskyttelse, eller LS + moment for optimal mobil ytelse​. Gir en regulator som tilpasser seg flere scenarioer (allsidig). Mye mekanikk – potensielt vanskelig å fininnstille samspillet. Høyere kostnad. Ved feil justering kan regulatorene “kjempe” mot hverandre (f.eks. jaging mellom moment og LS). Gravemaskin-pumper (LS + effekt). Mobilkraner (LS + trykk). Industripumper med både konstant arbeids-trykk og makstrykkbegrensning. Brukes når én enkelt styreform ikke dekker alle krav.
Elektronisk styring
(EDC, EPC – elektrohydraulisk)
Erstatter/assisterer mekaniske fjærer med elektrisk solenoid/servoventil. Lukket sløyfe mulig (EDC): en to-trinns pilot med feedback kontrollerer swash-posisjon etter elektrisk kommando​
. Kan styres av ECU for å oppnå ønsket trykk/flow/profil.
High-end systemer som krever adaptiv styring, fjernkontroll eller integrasjon med elektronikk. Maskiner hvor mange parametre varierer samtidig (krever “smart” kontroll). Svært fleksibelt – kan omprogrammeres for ulike kontrollstrategier (trykk, flow, kraft, alt i ett)​. Høy presisjon og dynamikk med riktige sensorer. Integrerbar i automasjon/CAN-bus. Kan kombinere flere funksjoner uten ekstra mekanikk (styres i software). Høyere kost og kompleksitet. Avhengig av elektronikk og strøm – må ha backup for sikkerhet. Feilsøking krever elektronikk-kompetanse. Miljø kan påvirke (temperatur, EMC). Moderne anleggsmaskiner (f.eks. intelligent hydraulikk på gravemaskiner). Pressemaskiner og plastmaskiner med servopumper. Fly- og simulatortester (programmerbare profiler). Offshore utstyr med fjernstyrte pumper. Generelt der man vil ha maks kontroll og er villig til å investere i elektronikk.

 

Råd om valg av regulator: Når man skal spesifisere eller velge regulator for en variabel stempelpumpe, bør man ta utgangspunkt i applikasjonens krav til styring, effekt og kostnad:

  • Forenklede systemer med konstant belastning: Velg en enkel trykkkompensator. Dette gir et stabilt konstant trykk og er rimeligst og enklest å vedlikeholde. Pass på motorstørrelsen – sørg for at motor har nok effekt til å ta pumpen til kompensatortykket ved full flow.

  • Flere funksjoner, varierende laster (mobile maskiner): Et lastfølende (LS) system er ofte best. Det gir mest effektiv drift og god styrbarhet. Sørg for at alle ventilene støtter LS, og spesifiser en pumpe med integrert LS + makstrykk-regulator (standard for LS-pumper). Dette vil redusere drivstofforbruk og varmeutvikling betraktelig i f.eks. anleggsmaskiner.

  • Begrenset motoreffekt: Hvis pumpen drives av en motor som akkurat klarer jobben, bør man inkludere effektregulering. Enten som ren momentregulator eller i kombinasjon med LS/trykk. For mobile maskiner er LS + momentbegrensning vanlig – da yter maskinen optimalt uten å kvele motoren. For stasjonære anlegg kan trykk + effekt være aktuelt dersom man vil holde et standbytrykk men samtidig passe på motoren.

  • Høy presisjon eller varierende styringsfilosofi: Vurder elektronisk styring. Om maskinen din krever forskjellige driftsmoduser (f.eks. “power mode” vs “eco mode”) eller svært nøyaktig trykk-/hastighetsprofiler, vil en elektronisk kontrollert pumpe gi deg fleksibiliteten. Husk å budsjettere for nødvendig elektronikk og kompetanse.

  • Kostnad vs. ytelse: Mekaniske standardregulatorer (trykk, LS, effekt) er generelt rimeligere enn elektroniske. Kombinasjonsregulatorer koster gjerne litt mer enn enkle, men kan være verd investeringen for å unngå at eksterne komponenter må gjøre samme jobb. For eksempel kan en LS-pumpe eliminere behovet for mange strupeventiler/varmevekslere som ellers trengs med en konstant trykk-pumpe. Regn også på driftskostnader: en dyrere LS-regulator kan spare mye energi over tid.

  • Spesielle forhold: Ved svært høye trykk eller krevende miljø (forurensning, støtbelastninger) – rådfør deg med pumpeleverandøren. Kanskje en radialpumpe med robust regulator er bedre egnet enn en aksialpumpe, selv om førstnevnte er dyrere. Tilsvarende, for sikkerhetskritiske systemer kan en enklere mekanisk regulator med få feilkilder være å foretrekke framfor kompleks elektronikk – eller man velger elektronisk med redundans.

Til syvende og sist skal regulatorvalget sikre stabil og effektiv drift for din spesifikke applikasjon. Analyser arbeidsprofilen: Hvis pumpen ofte går på delvis last, taler det for LS eller en form for effektstyring. Er systemet enkelt med on/off-sykler, kan trykk-kompensasjon og akkumulatortank være nok. Vurder også service og kompetanse – i en fjern anleggsmaskin er det en fordel om folk forstår regulatoren; en altfor avansert løsning kan by på hodebry ved feil. De fleste produsenter tilbyr veiledning og karakteristikk-kurver for sine regulatoralternativer – bruk disse dataene opp mot kravene for å ta et informert valg. Med riktig regulator vil den variable pumpen din levere optimal ytelse, økonomi og driftssikkerhet for maskinen eller anlegget den inngår i.

Lenker
Min side