подписка на рассылку

Капстроительство

Элкопласт-Укр



ООО «Торговый Дом Спецтехника»

Форвард-А

 ROZZI

Элкопласт-УКР

 МАКСИ Экскаватор Ру  

 

Минитехника в России.

 

  

 

 

 

 

 

 

 


 

 

Строительная техника

 

 

Гибридные экскаваторы. Каким технологиям отдают предпочтение производители?

Назад к списку новостей

Гибридные экскаваторы. Каким технологиям отдают предпочтение производители?

 Что такое "гибрид"?

Применительно к современному рынку землеройной техники 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 (осуществляется поворот надстройки, подъем и опускание стрелы и т.д.), а это означает, что процессы разгона и торможения многократно повторяются. Это дает широкие возможности для рекуперации энергии, которая или аккумулируется, или немедленно используется.
 
 
Какие варианты существуют?
 
 
Решения, которые активно применяются на рынке автотранспорта, не совсем подходят для сегмента землеройной техники. Так, при разработке гибридных автомобилей используют равноправное объединение ДВС и электродвигателя (в результате получают так называемые "полные гибриды"). В случае со строительной техникой ДВС остается главным силовым агрегатом, а электродвигатель играет вспомогательную роль.
"Неполные гибриды" также существуют в нескольких вариантах. Размещение ДВС и электродвигателя может быть параллельным (в этом случае они работают одновременно, дополняя друг друга) или последовательным (механическая энергия ДВС преобразуется в электрическую энергию генератора, после чего снова переходит в механическую). При производстве экскаваторов предпочтение отдается первому способу, "последовательные гибриды" встречаются в сегменте бульдозеров и погрузчиков.
Если сравнивать экскаваторы и, например, фронтальные погрузчики, то здесь можно найти и другое значительное отличие: в первом случае в основном используется энергия, вырабатываемая при повороте платформы машины, во втором - аккумулируемая при торможении машины.
 
 
 
Как это работает?
Несмотря на схожесть основных принципов, каждый из производителей гибридных экскаваторов ведет собственные разработки, результаты которых могут значительно отличаться. Так, если в технике Komatsu энергия механического движения (если быть более точным, то инерции движения) используется для приведения в действие электродвигателя поворота, то компания Caterpillar не стала отказываться от классического гидромотора. Но в любом случае за оптимальным распределением и направлением потоков энергии следит электронная система управления.
 
 
Komatsu: будущее за электромоторами
 
 
 
Компания Komatsu, которая представила свою первую разработку в сфере гибридных технологий в 2008 году, успела выпустить уже несколько поколений инновационных экскаваторов. Объединяет их то, что гидромотор поворота, который используется для вращения надстройки в стандартных моделях, в гибридных заменен на электромотор. В число "гибридных компонентов" также входят мотор-генератор (способен работать в режимах генератора или электродвигателя, расположен между дизелем и гидронасосом привода рабочего оборудования), инвертор (его задача - преобразовывать переменный ток в постоянный) и конденсатор.
Кратко опишем механизм работы "гибрида". После отключения мотора поворота, его вращение продолжается под действием инерции поворачивающейся надстройки. Получаемая генератором энергия через инвертор поступает в аккумулирующий конденсатор, после чего используется для двух целей. Во-первых, она может направляться обратно в электромотор поворота для придания ускорения надстройке. Во-вторых, с ее помощью увеличивают мощность двигателя (мотор-генератор, соединенный с ДВС, начинает работать как электромотор), также становится возможным быстрее набирать требуемые обороты и снижать нагрузку на дизель за счет вспомогательного питания гидронасосов.
К сказанному можно добавить, что на гибридных экскаваторах Komatsu устанавливаются дизельные двигатели меньшего типоразмера, чем на стандартных машинах: требуемым уровнем мощности машину совместно обеспечивают дизель и электродвигатель. Также стоит отметить, что такие компоненты, как шасси, гидросистема, рабочее оборудование, аналогичны тем, что используются в обычных моделях.
 
 
 
Caterpillar: гидромотор - надежная классика
 
 
 
Поиски оптимального решения американские конструкторы начали в 2009 г., и в итоге было решено остановиться на технологии, отличной от той, что применяет Komatsu. На данный момент компания 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. Также отмечается, что в число дополнительных затрат добавляется лишь обслуживание гидроаккумулятора (периодичность ТО такая же, как у гидроцилиндров стрелы).
Премьера первого гибридного экскаватора Caterpillar состоялась в 2013 г. Гидромотор поворота, который был сохранен в конструкции машин, получает питание от гидронасоса. Когда оператор отпускает рычаг, ответственный за включение функции поворота, и питание перестает поступать в гидромотор, вращение надстройки замедляется, но еще некоторое время она движется по инерции. Одновременно продолжается вращение гидромотора, который в это время начинает работать в режиме насоса. До этого момента перечисленные процессы аналогичны тем, что происходят в стандартных экскаваторах. Но далее есть существенное отличие: обычно поток масла останавливается в выключенном гидронасосе системы, и в результате создаваемого сопротивления гидромотор останавливается, а получаемая кинетическая энергия превращается в тепло и рассеивается. В случае же с гибридными экскаваторами поток масла направляется через специальный клапан SERV на зарядку азотного аккумулятора, а затем - на привод гидромотора поворота.
 
 
В состав "начинки" экскаваторов Caterpillar входит также гибридный электронный программируемый насос ESP и система адаптивного управления ACS. К их функциям относится обеспечение плавного перехода энергии между двигателем и аккумулятором, а также управление мощностью дизеля. Благодаря установке главного гидронасоса большего типоразмера и, соответственно, увеличению гидропотока, стала возможной более эффективная работа двигателя на низких оборотах.
 
 
 
Другие производители
Свои разработки в данной сфере ведут такие компании, как Hitachi, Volvo и Kobelco. Особенности моделей каждого из производителей описывать не будем, в качестве примера других технологий приведем лишь экскаваторы Hitachi. В данном случае используются сразу два мотора поворота: гидравлический и электрический. Первый отвечает за вращение надстройки, второй выступает в качестве генератора и впоследствии играет роль "помощника" для гидромотора.
 
 
 
19.04.2018
разместить рекламу


Дресста



Аларит Пром

MEKA

Форте Груп Лтд

Корт Киев

Авиа Буд Сервис