Med många egenskaper som effekttäthet har hydraulsystem blivit det långsiktiga-valet för många mobila maskiner som inte är-vägar. Under de senaste åren, drivet av allt strängare regler och ständiga tekniska framsteg, förväntas elektrifiering bli den vanliga riktningen i framtiden.
Så, när traditionell hydraulisk teknik möter elektrisk teknik, vilken typ av gnista kommer de att kollidera?
Idag diskuterar vi hur man kan dra fördel av hydraulisk och elektrisk teknik för att kombinera hydrauliska komponenter, motorer och fordonskontroller för att optimera maskinens prestanda och möta framtidens utmaningar.
01. Hydraulsystemet försvinner inte
Marknaden satsar mer pengar på elteknikforskning än någonsin tidigare. Enligt en analys från Reuters planerar globala biltillverkare att spendera mer än 5 biljoner dollar på forskning och utveckling av elfordon och batterier till 2030. Genom att öka investeringarna planerar de att fasa ut fossilbränslefordon och uppfylla allt strängare mål för koldioxidutsläpp. Alla investeringar har ett gemensamt mål: den tidiga populariseringen av elektriska system. Men det betyder inte att de kommer att finnas överallt, särskilt för hydraulsystem i specifika arbetsscenarier, och de kommer inte att försvinna när som helst snart. I vissa applikationer är ett hydraulsystem ett mer lämpligt system.
Hydraulsystemets krafttäthet är mycket bra, och dess betydelse inom kraftöverföringen är självklar-.
Det har visat sig att tillsats av elektriska system till hydrauliska system kan förbättra produktens prestanda och minska buller. Faktum är att tekniker som kombinerar fördelarna med hydraulisk och elektrisk teknik är mer lovande. Branschen använder en mängd olika sätt att kombinera elektrisk teknik med befintliga plattformar för att förbättra effekttätheten och effektiviteten.
02. Kombination av hydraulisk och elektrisk design
Vi måste använda traditionell teknik, men förbättra den genom att kombinera fördelarna med hydraulisk teknik och elektrisk drivning för att maximera fördelarna med elektrifiering.
Att hitta rätt balans kommer dock inte att vara lätt. Tillverkare av gångmaskiner går mot en elektrifiering av drivlinan, och de största problemen de möter är hur man kan ge tillräckligt med vridmoment för utrustningen och hur man använder elektricitet effektivt. Precis som med transmissionssystem kräver konstruktionen av transmissionskomponenter baserad på den maximala belastning som krävs för att lyfta eller flytta utrustningen exakta beräkningar. För en full-grävmaskin är det nödvändigt att ta hänsyn till dess grävtid och mängden arbete under dagen. Detta verktyg drivs vanligtvis hydrauliskt och drar tryck och flöde från en pump som drivs av en dieselmotor i en gångmaskin. I ett helt-elektriskt system kan verktyget drivas av en kraftig-motor som driver kulskruvar eller andra linjära komponenter. Men även på hybridplattformar kan storleken på ställdonet som faktiskt slutför jobbet och dess strömförbrukning vara stor.
Att kombinera elektrisk och hydraulisk kraft är en mer effektiv lösning. För att flytta lasten av en specifik vikt måste en specifik effekt uppnås, oavsett om det är motorns spänning och ström, eller cylinderns flöde och tryck, och slutligen det vridmoment som krävs för att producera arbetet. Motorn använder en generator, snarare än en dieselmotor, för att driva det hydrauliska systemet. Generatorn driver en öppen hydraulpump som levererar ström till cylindrarna som driver grävmaskinens verktyg. Detta drar fördel av hydraulsystemets utmärkta krafttäthetsegenskaper, samtidigt som man övergår från ett förbränningsmotorsystem till en elektrisk drivning vad gäller kraft. Genom att optimera de hydrauliska och elektriska systemen kom vi till den viktiga slutsatsen att vi borde använda båda systemen tillsammans, med fokus på enskilda komponenters roll i det övergripande systemet, snarare än att bara fokusera på enskilda komponenter.
03. Hybridkraft är mainstream idag
Trots framsteg inom batteri- och bränslecellsteknik kan de fortfarande inte möta de höga effektkraven för många tunga fordon, särskilt terrängfordon-, under svåra förhållanden. Eftersom batterier fortsätter att utvecklas och strävar efter att bryta de bojor som begränsar spridningen av elektrifiering, är hybriddrivlinor den idealiska tillfälliga lösningen. Hybridsystem är särskilt lämpliga för stor utrustning med långa driftscykler, som inte är lämpliga för alla-elektriska system när det gäller totala ägandekostnader.
Hybridenheter kombinerar effekttätheten hos en dieselgenerator med emissionsreducerande prestanda hos ett batteri, som innehåller en mindre dieselmotor och ett uppladdningsbart batteri och motor, samtidigt som de uppfyller kraven på hög-drift och låga utsläpp. Hittills har hybridsystem huvudsakligen använts för att driva arbetsfunktioner, men kan även driva bogserfunktionerna i stora lastbilar och bussar.
04. Framtiden är en elektrisk värld
Elektrifieringen av fordon och utrustning har successivt accelererat under de senaste åren, även i tung utrustning (om än i relativt långsam takt). Med tanke på den nuvarande takten i den tekniska utvecklingen förväntar sig många i branschen att framstegen mot elektrifiering kommer att accelerera ytterligare efter 2030.
