Гибридная система в экскаваторах - Moto40.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Гибридная система в экскаваторах

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.

«Гибрид» против обычного экскаватора

«Выемка траншеи». Машины отрывали по две траншеи, затрачивая по 20 мин на выемку каждой. Суммарная протяженность двух траншей составила более 76 м погонной длины. Заданная глубина траншеи составляла 3 м, а ширина – равна ширине ковша. Измерения глубины и ширины траншей проводили через каждые 3 м длины, при подсчете объема вынутого грунта учитывалось расширение у верхней части траншеи.

По показаниям бортовых компьютеров экскаваторов получали значения удельного расхода топлива (л/моточас). Рассчитав для каждой машины удельную производительность (в м 3 грунта/моточас), делили полученное значение на удельный расход топлива, в результате получили, что эффективность использования топлива (в кубометрах вынутого грунта на литр израсходованного топлива) у «гибрида» на 33% лучше, чем у его конкурента. Эти испытания показали также, что у «гибрида» среднее время рабочего цикла меньше.

«Комплекс работ». При выполнении этого упражнения машины последовательно загружали грунт в самосвал, отрывали траншею, выкапывали дренажную канаву и разравнивали извлеченный грунт, выполняя по 10 циклов каждого из видов работ. Затем экскаваторы совершали транспортное движение в течение 1,25 мин и в конце работали на холостом ходу в течение 5 мин. Испытание имитировало «рабочий день 20-тонного экскаватора». Каждая машина выполняла упражнение по два раза. Измерялось общее время выполнения упражнения и каждого вида работ в отдельности.

Чтобы гарантировать, что обе машины будут затрачивать примерно одинаковое время на маневрирование при изменении вида работ, известные значения времени, затраченного на выполнение отдельных видов работ, вычитали от общего времени выполнения упражнения. Остаток считался временем, затраченным на маневрирование при смене вида работ, который оказался, однако, почти одинаковым у обеих машин: в среднем разница составила всего 15 с за одно упражнение.

Испытания показали, что у HB215LC-1 эффективность использования топлива на 21% выше, чем у РС200LC-8, то есть гибридный экскаватор выполнил такой же объем работ, как РС200LC-8, затратив на это топлива меньше на 21%. Удельная экономия топлива в этом случае составила приблизительно 3,8 л/моточас. Вдобавок «гибрид» продемонстрировал значительное преимущество в скорости работы.

Заключение

В результате испытаний наиболее впечатляющие цифры были получены по эффективности использования топлива: у гибридного экскаватора в среднем по трем упражнениям этот показатель оказался лучше на 29%. Похоже, что преимущество в эффективности использования топлива у «гибрида» пропорционально интенсивности поворотов надстройки в процессе работы (так как при поворотах генерируется дополнительная электроэнергия).

Испытания показали, что благодаря меньшим затратам времени на рабочий цикл у гибридного экскаватора выше потенциальная производительность, чем у обычного экскаватора. Гидросистема «гибрида» работает быстрее благодаря «помощи», которую мотор-генератор оказывает дизелю.

ДВС гибридного экскаватора меньше по мощности, но эффективность использования топлива у него гораздо выше.

По отзывам операторов, имеющих опыт работы на гибридном экскаваторе, расход топлива у «гибрида» всегда меньше, а на режимах средних и высоких нагрузок он обычно превосходит традиционный аналог по производительности. В сверхтяжелых условиях работы производительность экскаваторов обоих типов практически одинакова, но топливная экономичность все-таки лучше у «гибрида».

Стоимость гибридного экскаватора на 30% выше, чем обычного. Однако, по заявлению фирмы-производителя, эта разница в стоимости быстро окупается за счет экономии топлива.

* Нужно добавить, что это двигатель только для поворота платформы и ставится вместо гидромотора поворота.

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?

Источник фото: istk.ru Гибридный экскаватор Komatsu третьего поколения HB3650LC-3

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

Источник фото: komatsu.eu Гибридный экскаватор Komatsu второго поколения HB215LC-2

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

Источник фото: cat.com Первый гибридный экскаватор Caterpillar – модель 336E H

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.

Источник фото: cat.com Разработка 2015 года – гибридный экскаватор 336F L/LN XE

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.

Читайте также:  Советы по выбору каско для авто

Источник фото: hitachicm.eu Последняя разработка Hitachi – гибридный экскаватор ZH210-6

В завершение отметим, что помимо экономии топлива, гибридные технологии уменьшают вредное воздействие на атмосферу и уменьшают уровень шума. И чем больше и энергичней вращается надстройка экскаватора, тем больше электроэнергии вырабатывается.

Гибридные экскаваторы

Разработка концептуальных образцов экскаваторов с гибридными приводами двух типов. Рассмотрение клапана рекуперации энергии при торможении. Основные составляющие технологии, применяемые в экскаваторе Caterpillar. Двигатель, топливо и ходовая часть.

РубрикаТранспорт
Видреферат
Языкрусский
Дата добавления04.03.2016
Размер файла25,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Гибридные экскаваторы

Еще в 2009 г. компания Caterpillar приняла решение о разработке концептуальных образцов с гибридными приводами двух типов. Оба привода должны были рекуперировать энергию, которая в обычных экскаваторах рассеивается, – энергию торможения вращающейся надстройки. Одна гибридная конструкция создавалась на основе электрического оборудования, другая – на базе гидравлических узлов.

В обычном экскаваторе, когда оператор отпускает рычаг включения механизма поворота надстройки и вращение надстройки начинает замедляться, надстройка продолжает поворачиваться по инерции и вращать гидромотор поворота, заставляя его работать в режиме насоса. Создается поток масла, который не имеет выхода, под действием давления в контуре открывается перепускной клапан, и масло сливается в гидробак. В контуре гидросистемы создается сопротивление, под действием которого гидромотор поворота постепенно останавливается, часть кинетической энергии вращения превращается в тепло и рассеивается.

Эта теряющаяся энергия может быть аккумулирована и превращена в полезную работу с помощью системы рекуперации энергии торможения. В системе, построенной на основе электрооборудования, обычно используется электродвигатель поворота, который при торможении надстройки начинает работать в режиме генератора и заряжает аккумуляторную батарею или конденсатор. Аккумулированная таким образом энергия затем используется для ускорения вращения надстройки или для помощи двигателю внутреннего сгорания (ДВС) в приводе главных гидронасосов.

В системе, построенной на основе гидравлического оборудования, поток масла, который создается гидромотором поворота (работающим во время торможения поворачивающейся надстройки в режиме насоса), аккумулируется в гидроаккумуляторе высокого давления, содержащем азот (а не открывает перепускной клапан). Из аккумулятора поток масла может направляться на привод гидромотора поворота надстройки для увеличения скорости поворота.

«Сердцем» гидравлической рекуперирующей энергию торможения системы мод. 336Е Н является «Клапан рекуперации энергии торможения поворота» SERV, который работает как электронный контролер количества масла, проходящего между гидромотором поворота надстройки и гидроаккумулятором, и в то же время координирует величину потока масла от гидронасоса. Расход потока, протекающего через SERV, зависит от режима работы машины и составляет порядка 200-300 л/мин.

Системы рекуперации обоих типов уменьшают нагрузку на основной гидронасос, что в свою очередь снижает нагрузку на ДВС и обеспечивает существенную экономию топлива.

После серии исследований специалисты Caterpillar сделали заключение: выгоднее использовать систему на основе гидравлических узлов: гидравлическое оборудование, рекурперирующее, аккумулирующее и повторно использующее энергию, минимально увеличивает стоимость машины (около 9% по сравнению со стоимостью мод. 336Е). К тому же гидравлическая система менее сложна и более надежна по сравнению с электрической. Поскольку гидросистема позволяет рекуперировать доступную энергию с 90%-ным к.п.д., она предоставляет большие возможности для экономии топлива (у мод. 336Е Н расход в среднем меньше на 25% по сравнению с мод. 336Е), и таким образом вложения в гибридный привод окупятся быстрее. Гибридный экскаватор на 98% состоит из тех же деталей, что и серийная машина.

Одной из последних перспективных разработок компании Caterpillar является гидравлический экскаватор Cat 336E H с гибридным приводом. Модель впервые была представлена еще в октябре 2012 г, а в этом году стала доступна для покупателей.

Основной особенностью экскаватора Cat 336E H является гибридная гидравлическая система, обеспечивающая экономию топлива посредством улавливания и повторного использования энергии. Достигаемая в результате этого топливная эффективность на 50% превышает аналогичный показатель модели 336D. Среди преимуществ, которые дает эта система, – снижение расходов на топливо, снижение токсичности выхлопных газов и сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу. Как утверждает производитель, все это достигается без ущерба для производительности, надежности, прочности и удобства эксплуатации в самых разных условиях.

Caterpillar строит планы по дальнейшему расширению модельного ряда гибридных экскаваторов. На очереди еще две модели – 336F H и 336D H.

Как и 336E H, модели 336F H и 336D H оснащены гибридным электронным программируемым насосом Cat (ESP). Модель 336F H будет оснащаться двигателем Cat C9.3 ACERT™, соответствующим требованиям стандартов на выбросы загрязняющих веществ Tier 4 Final/Stage IV. На экскаваторе 336D H будет устанавливаться двигатель Cat C9 ACERT, предназначенный для эксплуатации в странах, не применяющих стандарты на выбросы загрязняющих веществ Tier 4 Final/Stage IV.

Основные составляющие технологии, применяемые в 336E H.

С целью экономии топлива конструкция модели 336E H была задумана относительно простой и создана с использованием трех основных технологий:

1. сокращение расхода топлива благодаря управлению мощностью двигателя с помощью включенного в стандартную комплектацию электронного программируемого (ESP) насоса Cat;

2. оптимизация производительности при помощи клапана запатентованной системы адаптивного управления (ACS) Cat;

3. повторное использование энергии при помощи гидравлической гибридной системы поворота, которая сохраняет энергию торможения механизма поворота платформы в аккумуляторах, а затем высвобождает эту энергию при ускорении поворота платформы.

Дополнительная информация об инновационном клапане системы адаптивного управления (ACS)

По сравнению с системами управления других производителей, доступными в настоящее время на рынке, система Caterpillar ACS обеспечивает интеллектуальное управление ограничениями расхода и потоком жидкости в системе. Являясь “мозгом” гидравлической гибридной системы, система адаптивного управления (ACS) содержит большое количество алгоритмов, обеспечивающих плавное управление рабочим оборудованием без потери мощности. Благодаря наличию системы адаптивного управления (ACS) и интеграции электронного программируемого насоса (ESP) с гибридной системой операторы не замечают изменений в управлении, гидравлической мощности и грузоподъемности машины.

Независимые измерительные клапаны системы адаптивного управления (ACS) способны управлять ограничениями для входного и выходного потоков каждого контура машины, обеспечивая максимальную производительность. Такая система адаптивного управления исключает необходимость использования дополнительных клапанов для регенерации потоков, поступающих в гидроцилиндры стрелы, рукояти и ковша, а также гидрораспределителя точного поворота платформы, так как сама поддерживает такие функции. Так как система встроена в гибридную систему поворота, она позволяет осуществлять точное и плавное управление и повысить производительность оператора. Кроме того, система адаптивного управления имеет функцию управления подогревом и обеспечивает автоматический подогрев гидравлического масла и системы клапанов в холодное время года, что также позволяет повысить производительность и увеличить срок службы компонентов машины. Это способствует снижению расходов на владение и эксплуатацию.

Экономия топлива и возврат вложений в гибридные технологии.

Заказчикам гарантируется снижение расхода топлива 336E H на величину до 25% по сравнению со стандартным экскаватором 336E и до 50% – по сравнению с моделью 336D при эксплуатации в самых разных условиях. Все три составляющие технологии – сохранение, оптимизация и повторное использование – объединены с целью максимальной экономии топлива при выполнении различных задач. Точное время возврата начальных инвестиций в модель 336E H будет зависеть от цен на топливо, областей применения машин и количества часов эксплуатации машины в год. При текущих ценах на топливо и использовании 336E H на высокопроизводительных работах по оценкам Caterpillar клиенты могут рассчитывать на возврат инвестиций в эту модель гибридного экскаватора в течение всего лишь одного года, хотя обычно это занимает до 18 месяцев.

Экономия топлива достигается главным образом за счет использования «бесплатной» энергии аккумулированной гидравлической жидкости для вращения надстройки, а также за счет снижения оборотов ДВС до 1500 об/мин, т. е. значительно ниже, чем у мод. 336Е (1800 об/мин). Программа электронной системы управления ДВС гибридного экскаватора была переработана, чтобы сместить максимальную мощность двигателя на более низкие обороты.

Двигатель, топливо и ходовая часть.

Модель 336E H оснащается двигателем Cat C9.3 ACERT, предназначенным для работы на дизельном топливе с очень низким содержанием серы или на смеси биодизельного топлива B20. ДВС гибридного экскаватора может работать при более низких оборотах, потому что в его гидросистеме использован главный гидронасос большего типоразмера, т. е. с большей подачей, что означает, что он может вращаться с более низкой частотой и при этом создавать такой же поток жидкости, как и насос в мод. 336Е. Новый гидронасос также быстрее реагирует на потребности в изменении подачи. Высокий расход жидкости гидросистемы рабочего оборудования и высокое давление срабатывания главного предохранительного клапана способствует выработке высокой гидравлической мощности. Экскаватор 336E H может работать с ковшом вместимостью до 2,55 м3, а также использовать для работы самое разное навесное оборудование: от гидроножниц и мультипроцессоров до гидравлических дробилок и рыхлителей.

Читайте также:  Регулировка угла схождения на легковом авто

Стандартная усиленная ходовая часть 336E H и противовес массой 4,9 т в совокупности создают надежную платформу для копания, подъема грузов и использования рабочего оборудования. Удлиненная стрела для тяжелых условий эксплуатации может использоваться в комбинации с рукоятью длиной 3,2 м или 3,9 м. экскаватор гибридный привод двигатель

Рабочее место оператора экскаватора 336E H отличается комфортом и низким уровнем шума, что положительно сказывается на эффективности работы оператора. Доступны сиденья с пневматической подвеской и подогревом. Джойстики можно отрегулировать в соответствии с предпочтениями оператора, в том числе выбрать схему изменения управления на мониторе. Машина также оснащается автоматической системой климат-контроля, обеспечивающей стабильное поддержание заданной температуры в кабине. Модель 336E H спроектирована с учетом снижения трудоемкости обслуживания и обладает такими преимуществами, как доступ с уровня земли к основным точкам обслуживания, электрический топливоподкачивающий насос топливной системы, вынесенный кран для слива воды и отстоя из топливной системы и индикатор уровня топлива для предотвращения переполнения топливного бака. В числе прочих средств обеспечения безопасности модель 336E H обладает встроенной конструкцией защиты при опрокидывании (ROPS), противоскользящими поверхностями, программируемыми галогенными фарами, верхним и нижним окнами, которые можно легко хранить в кабине, большим потолочным люком и системой камер заднего вида.

Преимущество в эффективности использования топлива у «гибрида» пропорционально интенсивности поворотов надстройки в процессе работы (так как при поворотах генерируется дополнительная электроэнергия). Благодаря меньшим затратам времени на рабочий цикл у гибридного экскаватора выше потенциальная производительность, чем у обычного экскаватора. Гидросистема «гибрида» работает быстрее благодаря «помощи», которую мотор-генератор оказывает дизелю. ДВС гибридного экскаватора меньше по мощности, но эффективность использования топлива у него гораздо выше. Стоимость гибридного экскаватора на 30% выше, чем обычного. Однако, по заявлению фирмы-производителя, эта разница в стоимости быстро окупается за счет экономии топлива.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Основные причины начала производства гибридных автомобилей. Lohner-Porsche как первый гибридный автомобиль. Анализ типов гибридного транспорта. Рассмотрение недостатков двигателей на углеродном топливе. Особенности биологического топлива: плюсы и минусы.

контрольная работа [49,5 K], добавлен 01.08.2012

Классификация автомобилей6 легковые, грузовые, автобусы. Автомобиль и его основные части: двигатель, шасси, кузов с кабиной. Ходовая часть автомобиля и ее элементы. Карбюраторный четырехтактный двигатель и дизельные двигатели и их рабочий процесс.

реферат [1,1 M], добавлен 02.08.2010

Исследование существующих конструкций экскаваторов. Анализ и разработка предложений по совершенствованию технологии, оборудования одноковшовых экскаваторов и технико-экономическое обоснование их эффективности по сравнению с существующими технологиями.

курсовая работа [941,3 K], добавлен 18.03.2013

Разработка технологического процесса ремонта впускного клапана. Составление маршрутной карты разборки двигателя. Очистка деталей. Процессы восстановления деталей газораспределительного механизма: хромирование, осталивание, железнение, шлифование.

курсовая работа [5,0 M], добавлен 16.01.2011

Описание ходовой части автомобиля. Устройство рамы. Что представляет собой передняя ось. Описание задней оси. Передняя автомобильная подвеска, ее строение и работа. Особенности работы задних рессор грузового автомобиля ЗИЛ-131. Устройство колес и шин.

контрольная работа [1,0 M], добавлен 09.12.2009

Ознакомление с устройством элементов ходовой части автомобилей и тракторов. Остов. Задний мост. Передний мост. Передняя подвеска. Задняя подвеска и телескопический амортизатор. Колёса. Ходовая часть гусеничного трактора. Ведущее колесо и гусеничная цепь.

практическая работа [16,9 K], добавлен 24.06.2008

Назначение и устройство ходовой части, работа амортизатора. Материалы и их свойства. Анализ технических требований и техническое обслуживание, выбор оборудования и приспособлений для ремонта. Безопасность труда при выполнении шиномонтажных работ.

дипломная работа [24,9 K], добавлен 25.10.2008

Проектирование технологического процесса и маршрутов ремонта двигателя Caterpillar. Расчет и выбор основных параметров авторемонтного предприятия. Характеристика сварочно-наплавочного участка, его оборудование, планировка и организация охраны труда.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.01.2010

Общий вид, конструкция, кинематика, технические характеристики экскаватора ЭКГ-10. Расположение электрооборудования на экскаваторе. Комбинированный кольцевой токоприемник ТКЭ14-5 УХЛ2. Комплектное распределительное устройство 2КВЭ-М-6-630-10 УХЛ2.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.06.2015

Классификация строительных машин, их маневренность, скорость передвижения, проходимость, масса, надежность и долговечность. Основные элементы машин: силовая установка, трансмиссия, ходовая часть, система управления и двигатели внутреннего сгорания.

Гибридные экскаваторы

Еще в 2009 г. компания Caterpillar приняла решение о разработке концептуальных образцов с гибридными приводами двух типов. Оба привода должны были рекуперировать энергию, которая в обычных экскаваторах рассеивается, – энергию торможения вращающейся надстройки. Одна гибридная конструкция создавалась на основе электрического оборудования, другая – на базе гидравлических узлов.

В обычном экскаваторе, когда оператор отпускает рычаг включения механизма поворота надстройки и вращение надстройки начинает замедляться, надстройка продолжает поворачиваться по инерции и вращать гидромотор поворота, заставляя его работать в режиме насоса. Создается поток масла, который не имеет выхода, под действием давления в контуре открывается перепускной клапан, и масло сливается в гидробак. В контуре гидросистемы создается сопротивление, под действием которого гидромотор поворота постепенно останавливается, часть кинетической энергии вращения превращается в тепло и рассеивается.

Эта теряющаяся энергия может быть аккумулирована и превращена в полезную работу с помощью системы рекуперации энергии торможения. В системе, построенной на основе электрооборудования, обычно используется электродвигатель поворота, который при торможении надстройки начинает работать в режиме генератора и заряжает аккумуляторную батарею или конденсатор. Аккумулированная таким образом энергия затем используется для ускорения вращения надстройки или для помощи двигателю внутреннего сгорания (ДВС) в приводе главных гидронасосов.

В системе, построенной на основе гидравлического оборудования, поток масла, который создается гидромотором поворота (работающим во время торможения поворачивающейся надстройки в режиме насоса), аккумулируется в гидроаккумуляторе высокого давления, содержащем азот (а не открывает перепускной клапан). Из аккумулятора поток масла может направляться на привод гидромотора поворота надстройки для увеличения скорости поворота.

«Сердцем» гидравлической рекуперирующей энергию торможения системы мод. 336Е Н является «Клапан рекуперации энергии торможения поворота» SERV, который работает как электронный контролер количества масла, проходящего между гидромотором поворота надстройки и гидроаккумулятором, и в то же время координирует величину потока масла от гидронасоса. Расход потока, протекающего через SERV, зависит от режима работы машины и составляет порядка 200-300 л/мин.

Системы рекуперации обоих типов уменьшают нагрузку на основной гидронасос, что в свою очередь снижает нагрузку на ДВС и обеспечивает существенную экономию топлива.

После серии исследований специалисты Caterpillar сделали заключение: выгоднее использовать систему на основе гидравлических узлов: гидравлическое оборудование, рекурперирующее, аккумулирующее и повторно использующее энергию, минимально увеличивает стоимость машины (около 9% по сравнению со стоимостью мод. 336Е). К тому же гидравлическая система менее сложна и более надежна по сравнению с электрической. Поскольку гидросистема позволяет рекуперировать доступную энергию с 90%-ным к.п.д., она предоставляет большие возможности для экономии топлива (у мод. 336Е Н расход в среднем меньше на 25% по сравнению с мод. 336Е), и таким образом вложения в гибридный привод окупятся быстрее. Гибридный экскаватор на 98% состоит из тех же деталей, что и серийная машина.

Одной из последних перспективных разработок компании Caterpillar является гидравлический экскаватор Cat 336E H с гибридным приводом. Модель впервые была представлена еще в октябре 2012 г, а в этом году стала доступна для покупателей.

Основной особенностью экскаватора Cat 336E H является гибридная гидравлическая система, обеспечивающая экономию топлива посредством улавливания и повторного использования энергии. Достигаемая в результате этого топливная эффективность на 50% превышает аналогичный показатель модели 336D. Среди преимуществ, которые дает эта система, – снижение расходов на топливо, снижение токсичности выхлопных газов и сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу. Как утверждает производитель, все это достигается без ущерба для производительности, надежности, прочности и удобства эксплуатации в самых разных условиях.

Caterpillar строит планы по дальнейшему расширению модельного ряда гибридных экскаваторов. На очереди еще две модели – 336F H и 336D H.

Как и 336E H, модели 336F H и 336D H оснащены гибридным электронным программируемым насосом Cat (ESP). Модель 336F H будет оснащаться двигателем Cat C9.3 ACERT™, соответствующим требованиям стандартов на выбросы загрязняющих веществ Tier 4 Final/Stage IV. На экскаваторе 336D H будет устанавливаться двигатель Cat C9 ACERT, предназначенный для эксплуатации в странах, не применяющих стандарты на выбросы загрязняющих веществ Tier 4 Final/Stage IV.

Ссылка на основную публикацию