4 подхода к гибридному приводу строительной техники

Гибридный автономный погрузчик Volvo LX 01

Экологические проблемы и ужесточение требований по нормам выбросов выхлопных газов по всему миру повысили привлекательность электрических и гибридных двигателей. Чтобы соответствовать новым требования, повысить эффективность, производители быстро поняли, что не существует единого решения, которое подходило бы для всех машин.

Плюсы гибридного двигателя

Для строительного сектора, выбор силовой установки зависит от конструкции оборудования, требований заказчика, рабочего цикла и стоимости. Производители силовых агрегатов для строительной техники предлагают различные варианты.

Схема гибридного привода на двухвальцовом катке HAMM

Ключевым преимуществом гибридных силовых установок является возможность сочетать дизельный мотор с гибридной трансмиссией. Это позволяет снизить количество вредных выбросов в атмосферу, затраты на обслуживание, повысить топливную эффективность. Однако сложность заключается в дополнительных расходах на саму технологию.

Несмотря на растущий потенциал этих силовых агрегатов, необходимо ещё, чтобы инвестиции в новые технологии дали положительные результаты. Автомобильный легковой транспорт в значительной степени поддерживается государственными субсидиями. Для строительных и дорожных машин такой программы не существует.

К тому же, данная технология подойдёт не для всякого типа машин. Например, малое строительной оборудование вполне может быть полностью электрифицировано. А вот для машин большой мощности современные аккумуляторные технологии и зарядная инфраструктура могут не подойти.

Именно для них, в первую очередь, предназначена гибридная технология. Она позволяет сократить разрыв между полностью электрическим и дизельным двигателями на более энергоемких машинах, таких как большие экскаваторы или колесные погрузчики. Это даёт возможность работать от аккумуляторных батарей в местах, где есть строгие ограничения по выбросам. Аналогичным образом, гибридная технология предлагает конечным пользователям возможность работы на стройплощадке, где нет возможности подключить зарядное устройство.

Гибридные технологии Cummins

Схема гибридного привода Cummins для фронтальных погрузчиков

По мнению представителей американского производителя силовых агрегатов для строительного сектора не существует решений подходящих для всех.

Ассортимент компании Cummins включает в себя полностью электрифицированные моторы, сверхчистые дизеля и гибридные двигатели. В развитие технологий компания ежегодно инвестирует почти 1 миллиард долларов США.

Компания стремиться развиваться в области альтернативных видов топлива. Для этого она приобрела ряд компаний специализирующихся на аккумуляторных технологиях, гибридных и электрических трансмиссиях. Также подписано соглашение с Южнокорейской компанией Hyundai Motors об использовании технологии топливных элементов.

«Гибридные решения действительно дают преимущество использования энергии торможения (самосвал или колесный погрузчик) или вращения кабины (экскаваторы), что позволяет оборудованию работать более эффективно», - говорит Стивен Нендик (Steven Nendick), директор по маркетингу и коммуникациям для внедорожников в Cummins.

Он также отмечает, что хотя эти технологии зарекомендовали себя в секторе легковых, грузовых автомобилей и автобусов, они «оказали незначительное влияние на строительную отрасль».

John Deere электрифицирует строительную технику

Схема гибридного привода фронтального погрузчика John Deere

Другим производителем, использующим гибридные решения, является компания John Deere Power Systems. Компания одной из первых внедрила технологию электропривода в строительных и карьерных колёсных погрузчиках. В 2013 году она выпустила гибридный фронтальный погрузчик 644К, а в 2015 году – 944К.

В этом году обе модели в общей сложности наработали в полевых условиях более 1 миллиона часов. В компании отмечают, что электрификация является не только инновационной и эффективной, но и долговечной.

«Мы знаем, что нужно для строительной техники с дизельным, электрическим или гибридным двигателем, и использовали этот опыт для создания решений, соответствующих требованиям наших клиентов и потребностям бизнеса», - сказал Даррин Трептоу (Darrin Treptow), менеджер по маркетинговой политики компании John Deere.

Компания John Deere планирует начать поставки строительных машин с односкоростной трансмиссией до конца текущего года. Варианты трехскоростной трансмиссии для отдельных видов машин будут доступны в 2021 году.

Deutz проводит усовершенствование ДВС

Второе поколение гибридных приводов Deutz

Немецкий производитель двигателей Deutz предлагает производителям строительной техники и оборудования различные типы приводов: дизельные, газовые, водородные, гибридные и электрические. В компании отмечают, что предлагают не просто двигатель, а комплексное интегрированное решение.

«Мы начинаем работу с нашими клиентами, с того что определяем такие параметры, как производительность, нагрузки, требования к выбросам. Затем настраиваем оптимальную систему привода соответствующую спецификации. В результате может быть установлен двигатель внутреннего сгорания, работающий на разных видах топлива, гибридный или даже электрический привод», - отмечает Михаэль Веллензон (Michael Wellenzohn), менеджер по продажам, сервисному обслуживанию и маркетингу Deutz.

Наряду с электрифицированными решениями, моторостроитель работает над усовершенствованием двигателей внутреннего сгорания. В компании рассматривают водород и «электронное топливо» (синтетическое топливо, основанное на возобновляемом электричестве) являются углеродно-нейтральными и в процессе использования не образуют вредных выбросов.

Как отмечается, Deutz ставит перед собой задачу к 2022 году увеличить долю реализации электрических и водородных приводов до 10%.

Электрические решения Perkins

Гибридные двигатели Perkins

Компания Perkins предлагает гибридные и электрические двигатели мощностью от 6 до 479 кВт. К тому же, британский моторостроитель инвестирует средства в развитие гибридных двигателей, исследования в области электрификации техники. Основной упор в компании делают на повышение прочности, долговечности аккумуляторных батарей и системную интеграцию.

Проанализировав работу фронтальных погрузчиков, экскаваторов, в компании пришли к выводу, что рабочие циклы строительных машин различны в зависимости от области применения. Кроме того, они зависят от размеров самой техники.

«Не существует единого решения, подходящего для всех машин. Разница между внедорожными машинами в условиях эксплуатации означает, что передача технологий из других секторов, таких как грузовые автомобили или морские суда, ограничена, если это вообще возможно», - говорит Мэтт Коулман (Matt Coleman), директор по продукции компании Perkins.

Что касается ближайшего будущего, в компании ожидают увеличение популярности гибридных силовых установок и электродвигателей. Это связано в первую очередь с ростом ёмкости и плотности аккумуляторов, а также снижением их стоимости.

Но и двигатели внутреннего сгорания не останутся в стороне. Они становятся мощнее, чище с экологической точки, экономичней. И в ближайшем будущем составят серьёзную конкуренцию другим силовым агрегатам.

Автор: Павел Янцов

Поделиться
Подпишись на Я.Н