Med mange egenskaper som krafttetthet, har hydrauliske systemer blitt det langsiktige-valget for mange mobile ikke-veigående maskiner. De siste årene, drevet av stadig strengere reguleringer og kontinuerlig teknologisk fremgang, forventes elektrifisering å bli hovedretningen i fremtiden.
Så når tradisjonell hydraulisk teknologi møter elektrisk teknologi, hva slags gnist vil de kollidere?
I dag diskuterer vi hvordan man kan dra nytte av hydraulisk og elektrisk teknologi for å kombinere hydrauliske komponenter, motorer og kjøretøykontroller for å optimalisere maskinens ytelse og møte fremtidens utfordringer.
01. Hydraulikksystemet vil ikke forsvinne
Markedet investerer mer penger i forskning på elektrisk teknologi enn noen gang før. Ifølge en analyse fra Reuters planlegger globale bilprodusenter å bruke mer enn 5 billioner dollar på forskning og utvikling av elektriske kjøretøy og batterier innen 2030. Ved å øke investeringene planlegger de å fase ut kjøretøyer med fossilt brensel og møte stadig strengere avkarboniseringsmål. Alle investeringer har et felles mål: tidlig popularisering av elektriske systemer. Men det betyr ikke at de vil være overalt, spesielt for hydrauliske systemer i spesifikke arbeidsscenarier, og de vil ikke forsvinne med det første. I noen applikasjoner er et hydraulisk system et mer egnet system.
Krafttettheten til det hydrauliske systemet er veldig god, og viktigheten av det innen kraftoverføring er selv-innlysende.
Det har blitt funnet at å legge til elektriske systemer til hydrauliske systemer kan forbedre produktets ytelse og redusere støy. Faktisk er teknologier som kombinerer fordelene med hydraulisk og elektrisk teknologi mer lovende. Industrien bruker en rekke måter å kombinere elektrisk teknologi med eksisterende plattformer for å forbedre strømtettheten og effektiviteten.
02. Kombinasjon av hydraulisk og elektrisk design
Vi må bruke tradisjonell teknologi, men forbedre den, ved å kombinere fordelene ved hydraulisk teknologi og elektrisk drift for å maksimere fordelene ved elektrifisering.
Å finne den rette balansen vil imidlertid ikke være lett. Produsenter av gangmaskiner beveger seg mot elektrifisering av drivverket, og hovedproblemene de står overfor er hvordan man kan gi tilstrekkelig dreiemoment til utstyret og hvordan man bruker elektrisitet effektivt. Som med transmisjonssystemer krever utformingen av transmisjonskomponenter basert på den maksimale belastningen som kreves for å løfte eller flytte utstyret nøyaktige beregninger. For en gravemaskin i full-størrelse er det nødvendig å vurdere gravetiden og mengden arbeid gjennom dagen. Dette verktøyet er vanligvis hydraulisk drevet og trekker trykk og strøm fra en pumpe drevet av en dieselmotor til en gangmaskin. I et helt-elektrisk system kan verktøyet drives av en kraftig-motor som driver kuleskruer eller andre lineære komponenter. Men selv på hybridplattformer kan størrelsen på aktuatoren som faktisk fullfører jobben og strømforbruket være stor.
Å kombinere elektrisk og hydraulisk kraft er en mer effektiv løsning. For å flytte lasten til en bestemt vekt, må en bestemt effekt nås, enten det er spenningen og strømmen til motoren, eller flyten og trykket til sylinderen, og til slutt dreiemomentet som kreves for å produsere arbeidet. Motoren bruker en generator, i stedet for en dieselmotor, for å drive det hydrauliske systemet. Generatoren driver en åpen hydraulisk pumpe som leverer strøm til sylindrene som driver gravemaskinverktøyene. Dette utnytter de utmerkede krafttetthetsegenskapene til det hydrauliske systemet, samtidig som det går over fra et forbrenningsmotorsystem til et elektrisk drev når det gjelder kraft. Ved å optimalisere de hydrauliske og elektriske systemene kom vi til den viktige konklusjonen at vi burde bruke begge systemene sammen, med fokus på rollen til individuelle komponenter i det totale systemet, i stedet for bare å fokusere på enkeltkomponenter.
03. Hybridkraft er mainstream i dag
Til tross for fremskritt innen batteri- og brenselcelleteknologi, er de fortsatt ikke i stand til å møte de høye strømkravene til mange tunge kjøretøy, spesielt terrengkjøretøyer, under tøffe forhold. Ettersom batterier fortsetter å utvikle seg og streber etter å bryte sjakler som begrenser spredningen av elektrifisering, er hybride drivlinjer den ideelle midlertidige løsningen. Hybridsystemer er spesielt egnet for stort utstyr med lange driftssykluser, som ikke er egnet for alle-elektriske systemer når det gjelder totale eierkostnader.
Hybridenheter kombinerer krafttettheten til en dieselgenerator med utslippsreduksjonsytelsen til et batteri, som inneholder en mindre dieselmotor og et oppladbart batteri og en motor, samtidig som de oppfyller kravene til høy-drift og lave utslipp. Hittil har hybridsystemer hovedsakelig blitt brukt til å drive arbeidsfunksjoner, men kan også drive slepefunksjonene til store lastebiler og busser.
04. Fremtiden er en elektrisk verden
Elektrifisering av kjøretøy og utstyr har gradvis akselerert de siste årene, selv i tungt utstyr (om enn i relativt sakte tempo). Gitt det nåværende tempoet i teknologisk utvikling, forventer mange i bransjen at fremgangen mot elektrifisering vil akselerere ytterligere etter 2030.
