VOLVO

Гибридные экскаваторы — новые технологии


С применением гибридных технологий, производство землеройной техники вышло на принципиально новый уровень. Применительно к экскаваторам термин «гибрид» означает, что помимо дизельного двигателя экскаватор оснащается комплектом устройств,способных преобразовывать энергию, полученную при выполнении рабочих операций.

В течение смены экскаватор в каждом цикле повторяет одни и те же действия: поворот надстройки, подъем и опускание стрелы и другие. Иными словами процессы разгона и торможения многократно повторяются. Это дает широкие возможности для аккумуляции, или немедленного использования энергии.

Варианты «гибридов»
Полные гибриды - равномерное объединение двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигателя. Применяются в автотранспорте, поскольку для землеройной и строительной техники ДВС остается силовым агрегатом, а электродвигатель играет вспомогательную роль.


Гибриды с параллельным размещением ДВС и электродвигателя - ДВС и электродвигатель работают одновременно, дополняя друг друга. Предпочтительный вариант при производстве экскаваторов.
Гибриды с последовательным размещением ДВС и электродвигателя - механическая энергия силового агрегата преобразуется в электрическую энергию генератора и обратно в механическую энергию. Чаще встречаются при производстве бульдозеров и погрузчиков.

Существуют различия и применительно к виду землеройной техники. К примеру, во фронтальных погрузчиках используется энергия, которая вырабатывается при торможении машины. В экскаваторах обычно аккумулируется энергия, вырабатываемая при повороте платформы машины.

Несмотря на схожесть основных принципов, каждый из производителей гибридных экскаваторов ведет собственные разработки, результаты которых могут значительно отличаться. Гибридные технологии применяют такие крупные мировые компании как: Komatsu, Caterpillar, Schafer, Dооsаn, Hitachi.

Концепция Komatsu

Первая разработка Komatsu в сфере гибридных технологий была представлена в 2008 году. С того времени уже выпущено несколько поколений инновационных экскаваторов. Все модели объединяет электромотор, используемый для вращения надстройки. Стандартные модели оснащаются гидромотором.

Гибридные компоненты также включают:

электромотор - используется для вращения надстройки и полностью заменяет гидромотор поворота;
мотор-генератор - работает в режимах генератора или электродвигателя, расположен между дизелем и гидронасосом привода рабочего оборудования;
инвертор - преобразовывает переменный ток в постоянный;
конденсатор.

Komatsu оснащает свои гибридные экскаваторы дизельными силовыми агрегатами меньшего типоразмера, чем устанавливает на стандартных моделях, поскольку требуемым уровнем мощности машину совместно обеспечивают дизель и электродвигатель. Такие компоненты, как шасси, гидросистема, рабочее оборудование, аналогичны тем, что используются в обычных моделях.

Caterpillar выбирает надежную классику — гидромотор

В Caterpillar обратили внимание на «гибриды» в 2009 году. Американские конструкторы остановились на технологии, отличной от той, что применяет Komatsu. Сегодня при сборке гибридных экскаваторов Caterpillar использует гидравлический способ аккумулирования кинетической энергии.

Специалисты руководствовались несколькими соображениями: доработка гидравлического оборудования не так значительно увеличивает стоимость техники, к тому же можно избежать излишнего, по мнению производителя, усложнения конструкции.

Стоит отметить, что в число дополнительных затрат добавляется лишь обслуживание гидроаккумулятора, с той же периодичностью ТО, что и у гидроцилиндров стрелы. Демонстрация первого гибридного экскаватора Caterpillar состоялась в 2013 году.

Гибридная начинка экскаваторов Caterpillar включает:

специальный клапан SERV;
зарядку азотного аккумулятора;
гибридный электронный программируемый насос ESP;
систему адаптивного управления ACS.

В конструкции «гибридов» Caterpillar был сохранен гидромотор поворота, получающий питание от гидронасоса, преобразующего энергию следующим образом: поток масла направляется через специальный клапан SERV на зарядку азотного аккумулятора, а затем - на привод гидромотора поворота.

К их функциям гибридного электронного программируемого насоса ESP и системы адаптивного управления ACS относится обеспечение плавного перехода энергии между двигателем и аккумулятором, а также управление мощностью дизеля. Особенностью американских машин является то, что на гибридных экскаваторах Caterpillar устанавливают главный гидронасос большего типоразмера.

Гибридные экскаваторы Hitachi

Основное отличие японских «гибридов» - оснащение машин сразу двумя силовыми агрегатами поворота: гидравлическим и электрическим. Гидравлический мотор отвечает за вращение надстройки, а электрический мотор выступает в качестве генератора и впоследствии играет вспомогательную роль для гидромотора. Свои разработки в данной сфере также ведут такие крупные мировые машиностроительные компании, как Volvo, Dооsаn, Kobelco.

Эффект от использования гибридных технологий в производстве экскаваторов
Недавно представленные конструкции с реализованными гибридными системами позволяют увеличивать экономичность отдельных видов техники более чем на 20%, при этом, абсолютно не снижая их производительности. Топливная эффективность (количество горючего, затраченного на 1 тонну перемещенного материала) также улучшается: у гибридной версии она более чем на 50% превосходит аналогичный показатель экскаватора предыдущего поколения.

В дополнение меньшему расходу топлива гибридная технология делает машину еще и экологически чистой, снижая выбросы CO и парниковых газов. Уровень шума также становится меньшим: благодаря электронному управлению скоростью и поддержке со стороны электродвигателя основной дизель меньше времени находится на высоких оборотах, делая машину более тихой в эксплуатации. Гибридная концепция не останавливается в своем развитии, не за горами новый качественный скачок.


www.raise.ru
24 сен 2018 16:31 | автор: raise | просмотров: 7914 |



комментариев нет




На правах рекламы:

Прямой эфир:


RBK Money