Строителни машини - в бъдеще без дизел?

2023 Автор: Hannah Pearcy | [email protected]. Последно модифициран: 2023-08-25 03:36

Концепциите за дизелово-хидравлично задвижване са мярката на всички неща за строителните машини - особено по бизнес причини. Те се характеризират с висока плътност на мощността, ниско тегло и ниски разходи. „За предприемачите решението да инвестират в строителна машина по същество зависи от два параметъра на ефективността“, обяснява Клаус Гранер, управляващ директор и ръководител на технологията на задвижващата система в Liebherr-Components Biberach GmbH. „Колко тона може да се движи устройството на час и колко високи са разходите на тон.“Това може да се използва за изчисляване, когато се достигне възвръщаемостта на инвестицията (ROI) и машината започне да печели пари. Но какво означава това за влака с електрическо задвижване?

Електрическият задвижващ механизъм е по-добре позициониран с ефективност от около 90% в сравнение с хидравлично решение със 70% и носи значителни икономии на консумация на енергия, но струва значително повече за закупуване. Това отнема много часове на работа, докато тези допълнителни разходи, например дизелово-електрическо решение в сравнение с дизелохидравлично, не се амортизират от намаления разход на гориво. „Разбира се, това отнема значително повече време за строителни машини с максимум 2000, често само около 1000 часа работа годишно, отколкото за минни превозни средства с 5000 или повече часа“, обяснява Гренер.

Дизелът ще издържи дълго

Следователно Graner очаква също, че дизелът ще остане мярка за всички неща за мобилните строителни машини за дълго време: „Горивото има изключително висока енергийна плътност, така че управляемият голям резервоар позволява непрекъсната мобилна работа в продължение на до 24 часа . Освен това, благодарение на модерното пречистване на отработените газове според все по-строгите стандарти на ЕС, емисиите на замърсители продължават да намаляват. Остава да разберем дали водорода или синтетичните горива ще заемат мястото на дизела в бъдеще и дали технологията за изгаряне може да се повиши до ново ниво по отношение на неутралитета на CO ₂.

Електродвигатели

Ето как изглежда задвижващата технология на бъдещето

Чисто електрическите задвижвания, от друга страна, ще бъдат трудни за отстояване. Недостатъците все още преобладават: голямото тегло, големият обем, ограниченият енергиен капацитет и високата цена на батериите.

Дизеловите електрически задвижвания, от друга страна, могат да покажат своите предимства много добре с висока производителност и много дълги времена на работа. Предаването на електрическа енергия е 90% по-ефективно от механично-хидравличните решения при 20%. Това се отразява на разхода на гориво и следователно на емисиите на CO ₂. "Според нашия анализ използването на дизелови електрически задвижвания при сегашните условия има икономически смисъл само от около 5000 работни часа годишно, тъй като те се случват предимно в района на добив", изчислява Клаус Гранер. За по-малките машини обаче дизеловите електрически задвижвания могат да станат интересни, ако в даден момент, като например в автомобилната индустрия, законови изисквания и ограничения по отношение на CO ₂-Емисии на отделни машини или цели автопарки и флоти съществуват.

Автономни строителни машини

Когато параходът стана робот

Батериите бързо достигат своите граници

Законодателите ще решат дали в местните райони на градовете да има най-малко местни нулеви емисии. Използването на батерии като съхранение на енергия на строителни обекти или доставката на машини „от контакта“зависи изцяло от профила на приложение. "Въпреки това, с трудни концепции, които продължават по-дълго, бързо достигаме физически граници с концепции за батерията", обяснява Гренер.

Примерът с чисто електрически челен товарач с мощност 50 кВт, който трябва да работи в продължение на четири часа сутрин на строителна площадка в градовете без презареждане и след това да бъде презареден по време на обедната почивка, за да може да работи още четири часа следобед, става ясно това. Средната потребност от мощност на вала на електродвигателя при такова предимно по-леко приложение е около 12 kW. За четири часа това е 50 кВтч енергия. С това използваемо енергийно съдържание батерията би тежила около 500 кг, има обем 250 л и струва около 25 000 до 30 000 евро. В случай на значително по-трудни и по-дълги операции от току-що описаната, като например на големи строителни площадки, които се движат на земята или в района на добив, се появява използването на двигатели с вътрешно горене с водород или синтетични горивакоето в идеалния случай би се превърнало в климатично неутрално малко в бъдеще, по-реалистично и по-насочено.

Новият багер на Бодо

Мобилна машина 4.0?

От технологична гледна точка, електрическият задвижващ механизъм вече е сравнително широк, казва Клаус Гранер. Сега все още е важно да се подобри допълнително компактността с по-високи въртящи се електрически машини, за да могат разумно да инсталират тези задвижвания в строителни машини. "Очакваме период на развитие от около три години, докато серийното производство е готово", оценява изпълнителният директор. И подчертава: „Това решение за строителни машини с батерии или по мрежата помага само за изменението на климата, ако електричеството идва от възобновяеми енергии“.

Допълнение към темата за опита с влакове с електрически задвижвания, отглеждани в исторически план

Liebherr разработва задвижващи концепции от самото начало на компанията. Поради недоволство от пазарната оферта, основателят Dr. Д. з. С изобретяването на куловия кран през 1949 г. Ханс Либхер стига до извода, че е най-добре сами да произвеждат определени части от задвижващата технология. Ето защо от 50-те години на миналия век Liebherr разработва и изгражда електрически машини и шкафове за управление на своите кулови кранове в Биберач. Опитът, особено с концепциите за електрическо задвижване, нараства с течение на времето. Компанията се възползва от разработването на нови концепции за задвижване, като дизелово-електрическата система за задвижване на мини камиони, която Liebherr доставя с този задвижващ влак от около десет години.

Кабелна връзка на строителната площадка

За мобилното използване на строителни машини Клаус Гранер смята, че е възможно те да задвижат до обекта като двигатели с изгаряне и след това да свършат работата си там. Те биха могли да бъдат захранвани и с „гнездото“, например багерен багер, който копае дупка само с малък радиус на използване. "Тунелните багери понякога работят по този начин, за да не замърсят тунелната тръба с изгорели газове", съобщава Graner. Кабелна връзка към електрическата мрежа на строителната площадка също би била възможна, например за мобилен кран, бетонна помпа или бетонобъркачка. Ако изискванията за производителност са ниски, може да се използва и подходящо проектирана батерия, което означава, че мобилността на изцяло електрическата машина на строителната площадка ще бъде напълно запазена в сравнение с конвенционалната.

Електрическият задвижващ механизъм за безстепенно предаване на мощност има много бъдеще за трудни мобилни приложения за тежкотоварни условия - но също така и за дизеловия двигател според най-новите евро стандарти като основен енергиен източник в превозното средство и в бъдеще за двигатели с вътрешно горене, които работят с водород или синтетични горива, Ако е възможно също така да се произвеждат тези алтернативни горива, използвайки възобновяеми енергийни източници и по този начин CO ₂ -неутрални, ще се постигне много по отношение на устойчивостта. (UD)