El uso de híbridos de motores en maquinaria de construcción

Híbridos de la construcción, en los que se utilizan inusuales formas de uso de la energía, en el plazo permiten reducir los costos de combustible y mejorar el rendimiento de la técnica. Cualquier cosa de origen mixto o de la composición puede ser un híbrido. En forma más estrecha a la comprensión de un híbrido es el único que funciona el nodo en el que se combinan tecnologías.



Bajo esta definición son conocidos decenas de años hidrostático y el diesel-eléctrico de las unidades, ya que en ellos se alinean mecánico y el hidráulico o eléctrico formas de transferencia de energía, sin embargo, en la práctica, las construcciones similares rara que se llama híbridos. Habitual es el uso del término "híbrido" para referirse a los innovadores modernos mixtos (heterogéneos) de la tecnología el uso de la energía pesada, tractores y camiones. Más de una definición específica da la empresa Caterpillar: "el Híbrido es una máquina equipada con un equipo capaz de recuperar, consolidar y dar energía durante el trabajo".

Sin embargo, en consonancia con esta definición de algunas de las máquinas, equipados con la innovadora mezcla de la tecnología el uso de la energía, formalmente, deben ser excluidos de la clase de "híbridos", por ejemplo sobre orugas excavadora Cat D7E, porque su electromecánico transmisión no рекуперирует, no se acumula y no da запасенную la energía, así como varios modelos de cargadoras frontales: Cat 966K XE, John Deere 644K Hybrid, John Deere 944K, en el que recupera y se utiliza para el trabajo útil de energía, se convierte en las máquinas de calor y рассеивающаяся, pero esta energía no se acumula.

En este artículo vamos a utilizar el concepto de "un híbrido de máquina" es bastante amplia, entendiendo por ello cualquier máquina en la que se utilizan mezclados de la tecnología de la transferencia (y transformación) de la energía, generalmente no se emplean en la técnica de este tipo o tamaño", o, en otras palabras, "se utilizan inusual para esta técnica de las tecnologías de la energía".

Los principios fundamentales de la tecnología híbrida

Además de las definiciones es útil recordar dos conceptos que se encuentran a menudo al considerar la tecnología híbrida: recuperación de frenado y el motor-generador.

Recuperación de frenado – en el amplio sentido de la expresión es el proceso físico de reducir la velocidad o detener el movimiento de la masa, por ejemplo, el movimiento de la cargadora, rotación de los complementos de la excavadora o un descendiente de la pluma de la excavadora, y la conversión de la energía cinética en otra forma de energía, que puede acumularse o utilizar de inmediato para realizar trabajo útil. La energía de inercia del movimiento mecánico se utiliza para poner en marcha el motor cuando está en modo de generador o motor hidráulico, que trabaja como bomba de agua. Cuando se trabaja la técnica de la construcción – excavadoras, cargadoras los procesos de aceleración y desaceleración, se repiten en cada ciclo de intervalos de unas pocas decenas de segundos, y es un enorme potencial para el ahorro de energía y, por tanto, de combustible.

Motor-generador convierte la electricidad y puede funcionar como motor y generador. Está conectado con el motor de combustión interna (ice) de tal manera que, al trabajar en el modo de motor, puede aumentar la potencia de los motores de combustión, o puede ayudar a llevar a la acción las hidrobombas, reduciendo así la carga en motores de combustión interna y el ahorro de combustible. Trabajando como un generador, un motor-generador alimenta de la corriente de otros motores de la máquina o de la carga аккумулирующее un dispositivo, como una batería o un condensador (aparato que es capaz de rápidamente acumular y liberar grandes cantidades de energía eléctrica).

Destacamos también, que cuando se trabaja en una impulsión de nivel de ruido de la máquina es mucho menor que cuando se trabaja en motores de combustión interna, y esto es muy importante para el medio ambiente.

De la máquina con los híbridos de las impulsiones de la excavadora Hidráulica Komatsu HB215LC-1 es un ejemplo de la eléctrica diseño híbrido, en el que recupera y se acumula la energía cinética del frenado gira complementos. A diferencia de las excavadoras en las que se utiliza el motor hidráulico de giro, en el diseño de Komatsu se aplica el motor de giro. Si el motor de giro no está incluido y no recibe alimentación, que gira bajo la acción de la inercia de la que gira el complemento de la máquina, funciona como un generador y frena el movimiento de los complementos. Generado por la corriente se dirige en аккумулирующий condensador a través de un convertidor de corriente. La energía de un condensador a continuación, puede utilizarse para la alimentación del motor eléctrico del mecanismo de giro como de apoyo para la creación de la aceleración cuando se gira, o para la alimentación de un motor-generador, que se ejecuta como un motor eléctrico y la agrega a 60 cv de potencia de los motores de combustión, y ayudar a los motores de combustión más rápido impulso, y que en la acción de las hidrobombas de la impulsión.

En una construcción de una excavadora Cat 336E H formal, que se estrenó en la feria Bauma, en abril de 2013, de recuperación de frenado se utiliza lo contrario – para acumulación de energía cinética hidráulico manera. Cuando el operador suelta la palanca de acoplamiento de rotación de complementos y motor hidráulico de giro deja de recibir alimentación de una bomba hidráulica, gracias a la inercia de rotación de los complementos de motor hidráulico de giro se pone en movimiento y comienza a trabajar como bomba de agua, y el complemento frena el movimiento.

En las excavadoras flujo de aceite del motor hidráulico de giro (trabaja ahora como la bomba) se detiene en el modo de apagado гидронасосе del sistema, creando la resistencia en el circuito, en consecuencia, se detiene el motor hidráulico de giro. Durante este proceso, lo que se conoce como "hidrostática de frenado", la energía cinética se convierte en calor. Sin embargo, en la construcción de una excavadora de la moda. Cat 336E H el flujo de aceite se envía a través de la "Válvula de recuperación de energía de giro" (Swing Energy Recovery Valve) en la carga de nitrógeno de la batería: aceite comprime el gas en el acumulador. Por lo tanto, la energía cinética de la inercia de giro se acumula para una vida útil, y a expensas de la resistencia al flujo del aceite es inhibida por el motor hidráulico de giro. Presuntamente, el consumo de combustible de un modelo híbrido que se reduce hasta un 25% en comparación con la máquina tradicional de fuerza de tracción y el rendimiento de un modelo híbrido no cede a los modelos con motor de combustión interna.

Otro diseño que permite utilizar la energía de frenado del complemento cuando se gira, realizada en la construcción de una excavadora Hitachi New Generation ZH200 (lanzado en 2011). En este modelo se utilizan dos para el motor hidráulico de giro de los complementos (uno eléctrico y uno hidráulico), el condensador y el motor-generador.

Durante el proceso de frenado que gira el complemento el motor de giro funciona como un generador y la carga de un condensador, que luego alimenta el motor eléctrico de rotación, que ayuda al motor accionado por agua de giro más rápido girar el complemento. Presuntamente, el motor-generador está conectado con el гидронасосами y regula la cantidad de energía eléctrica, аккумулируемой en el condensador, es decir, el motor-generador puede cargar el condensador, y ayudar a los motores de combustión, de accionar las hidrobombas. Declarado mayor eficiencia de combustible en un modelo híbrido de hasta el 20%.

La tracción híbrida de la excavadora Kobelco SK-80H-2 (en 2010 se ha lanzado en el mercado japonés) es diferente, ya que en él se combinan elementos eléctrico y hidráulico de los sistemas. En la construcción hay un generador, que se convierte de la ice, el generador de la carga de un condensador y de níquel-metal-híbrido de la batería a través de un convertidor de corriente. Аккумулированная la energía se envía a través de la devolución de transformadores de corriente para la alimentación de los cuatro motores eléctricos. Tres de ellos llevan en el movimiento de las hidrobombas, alimentando circuitos hidráulicos de pluma, balancín/ de la cuchara y el mecanismo. El cuarto motor eléctrico trabaja directamente en el mecanismo de giro de complementos y, cuando funciona como generador durante el frenado gira complemento), carga el condensador y el paquete de baterías.

Además, en el diseño de Kobelco utiliza un par de motor/ bomba de agua, que dan lugar a la acción de la flecha a través de un solo circuito hidráulico, y cuando la flecha cae, la energía cinética de reducción de movimiento de la pluma se utiliza para la alimentación de aceite del circuito de la pluma en la impulsión de una bomba hidráulica, que en este caso funciona en el modo de motor hidráulico. La bomba hidráulica/ motor a su vez pone en movimiento conectado con él el motor eléctrico, que funciona como un generador. Es producida por una corriente eléctrica (como la corriente del motor de giro de la superestructura), obra en la batería y el condensador. Como se afirma en algunos casos, toda la máquina sólo puede funcionar de la energía – apagado y el motor de combustión, esto ahorra una cantidad considerable de combustible y reduce los niveles de ruido, lo que es especialmente importante cuando se trabaja en zonas con densa residencial del desarrollo.

El componente principal de la paralela híbrido de la impulsión de la carretilla elevadora L220F Hybrid (2008) es "mixta motor de arranque-generador" (Integrated Starter Generator, ISG), situado entre el motor de combustión y la transmisión manual de seis velocidades y está asociado con una moderna batería, tiene muchas veces una capacidad mayor en comparación con el convencional de plomo-ácido de la batería.

Hasta el 40% del tiempo de trabajo del motor de la rueda de la carretilla elevadora está al ralentí. Propulsión híbrida le permite apagar el motor de combustión cuando no se necesita, y hacer y muy rápido para sacar a los trabajadores de baja velocidad con la ayuda de arranque-generador, recibe la energía de la batería. Motor de arranque-generador se suma a la potencia de los motores de combustión, a los 67 cv de Carga de la batería, a continuación, se repone mediante frenado regenerativo de la carretilla elevadora. La eficiencia de combustible híbrido de la carretilla es de un 10% en comparación con los modelos.

En la impulsión de la moda. John Deere 644К Hybrid motor-generador accionado por el motor de combustión se utiliza para alimentar un motor eléctrico a través de un convertidor cc con refrigeración líquida. El par del motor se transmite a la caja de cambios a la simplificación del diseño (sin convertidor y reversible de la transmisión, ya que el motor eléctrico puede ejercer invertir – girar en la dirección opuesta) y normales al eje. En la máquina se utiliza la recuperación de energía de frenado, cuando durante el frenado mecánico de transmisión gira el motor eléctrico, que funciona en modo de generador, la energía recibida se acumula y puede ser utilizado por el motor-generador "para el accionamiento de гидрооборудования y el ahorro de combustible", como se dice en los documentos de la empresa. Para acumulación de рекуперированной de la energía en el diseño también se utiliza una resistencia de frenado con refrigeración líquida. La empresa ya acepta pedidos de estas máquinas.

En eléctrico híbrido de la impulsión de la empresa Eaton, применяющемся comerciales, camiones, motor-generador se encuentra entre el embrague y la transmisión manual de seis velocidades. Al frenar, la energía recicla, la inercia de la masa de un camión gira mecánica parte de la transmisión y el motor-generador funciona en el modo de generador, la energía almacenada en la batería de litio-ion de la batería. A continuación, el sistema de control electrónico utiliza аккумулированную energía para el accionamiento de un motor-generador, ejecuta en el modo de motor, que a su vez o aumenta el par del motor de combustión interna, o directamente se traduce en el movimiento de camiones (en el momento de arranque), sin la participación de los motores de combustión.

En todos los descritos anteriormente máquinas de accionamiento рекуперирует, acumula y utiliza la energía de frenado, por lo tanto, nos llamaron a sus clásicos.

Electromecánicos diseños híbridos Diesel-eléctrico del actuador se utiliza en gran profesional técnica desde hace mucho tiempo. Un nuevo impulso se ha desarrollado actuadores de este tipo con el advenimiento de los sistemas electrónicos de control.

En frontales de ruedas de carretillas LeTourneau decenas de años, se usa diesel-eléctrico de la unidad. Los motores de combustión, produce un generador de ca, que se convierte en permanente mediante el chip de silicio триодного de tiristores y entra a la alimentación de los cuatro motores eléctricos en las ruedas. Al frenar estas enormes máquinas (peso de operación de la moda. LeTourneau-2350 alcanza 266,6 t) son habituales freno transforman la energía cinética en calor a través de la fricción. Sin embargo, en los modelos de segunda generación introdujo "la tecnología Híbrida del actuador telefónico reactiva motor" (Switched Reluctance Hybrid Technology Propulsion System) con el sistema de frenado regenerativo, transformadora de hasta el 90% de la enorme energía cinética de la corriente eléctrica a través de los motores, en la construcción que no tienen escobillas y se utiliza el igbt y con refrigeración líquida. Es muy sencillo y la construcción robusta, casi no requiere mantenimiento.

Según el fabricante, el sistema de frenado regenerativo permite la detención de la máquina sin el uso convencional de los frenos, lo que aumenta su recurso. Se afirma que el sistema híbrido permite ahorrar hasta un 45% de combustible en comparación con los modelos de la generación anterior. Descripción de la manera en que аккумулируемая se utiliza la energía para el trabajo útil, no se. Se dice que sólo llantas, motores eléctricos pueden girar la rueda hacia adelante y hacia atrás, para trabajar en los modos del motor y del generador, se había vuelto menos, manteniendo la potencia, igual электромоторам de la primera generación.

En este mismo principio construido por unidad de carrera en el camión de la moda. Cat 795F AC (2010): los motores de combustión, produce el generador, y el motor-ruedas pueden funcionar en modo de generador y recuperar la energía de frenado.

Diesel-eléctrico de la unidad que subyace en híbridos de carretillas LeTourneau de segunda generación, no es una novedad. Y he aquí diesel-eléctrico del actuador frontal de cargadoras de ruedas de menor tamaño John Deere 944K y accionamiento electromecánico de la niveladora del Cat D7E – diseños totalmente originales e innovadoras.

Motriz en el mod. John Deere 944K tiene un diseño similar a los híbridos cargadoras LeTourneau, sólo se utilizan dos motor-generador accionado por el motor de combustión, que a su vez proporcionan la energía actuadores eléctricos de cuatro motor de las ruedas. En el mod. 944К recupera la energía cinética del frenado de la máquina: motores eléctricos de las ruedas funcionan en el modo de generador. Luego, como se afirma, "рекуперированная la energía se devuelve en el cigüeñal del motor de combustión interna, ayudando a los motores de combustión, hacer frente a la carga y reduciendo el consumo de combustible, también esta energía se utiliza en otros sistemas de la máquina".

En электромеханическом el actuador de la niveladora del Cat D7E, a diferencia de la clásica "híbrido" del actuador, la falta de recuperación de energía. Levante la cabina de 27 toneladas de la niveladora del Cat D7E (sacado al mercado en 2009) y ver de inmediato los componentes genéricos para la oruga de la técnica, tales como el generador, que se presenta de los motores de combustión de una potencia de 235 cv, convertidor de corriente y la hélice en lugar de un convertidor y la caja de cambios automática. El generador produce corriente alterna voltaje De 480 v, que se convierte o en corriente continua, o en unidades de frecuencia variable controlable de la corriente alterna, la última obra en la alimentación de los dos grandes de la mecánica de los motores eléctricos en la composición de propulsión, de la que se presenta normal diferencial con redes transmisiones Caterpillar. Corriente continua con una tensión de 340, se alimentan de líquido de la bomba y el aire acondicionado de la máquina. La compañía lleva esa cifra: la eficiencia de combustible en un modelo híbrido aumenta hasta un 30% en comparación con la máquina con el estándar de accionamiento a la misma potencia.

Hidráulicos híbridos Desarrollado por Eaton híbrido "Auxiliar hidráulico de accionamiento para el arranque" (Hydraulic Launch Assist) incluye normal motriz del vehículo conectado a través de la caja de transferencia con una bomba hidráulica/ motor. Durante el frenado, la energía cinética de la masa del vehículo se convierte en la energía hidráulica mediante la rotación de una bomba hidráulica/ motor cuando está en modo de bomba que aspira el aceite hidráulico en el acumulador de alta presión. Como dice en la descripción, en él se acumula alrededor de 70% de la energía disponible. Аккумулируемая hidráulico forma de energía (sin la ayuda de los motores de combustión) se puede utilizar para la aceleración del camión, hasta que no se agotará la batería, lo que reduce el consumo de combustible, o se puede utilizar para aumentar el par motor de combustión para aumentar el ritmo de aceleración del camión.

En la construcción del Run Wise 3-Gear System Parker de gasolina de un camión utilizado para el accionamiento de la bomba hidráulica/ motor, que cargará primero гидроаккумулятор de alta presión. La batería nutre motors hidrostática de accionamiento de las ruedas de un camión. En el "nivel inferior" de la impulsión hidrostática del camión que desarrolla una velocidad de hasta 40 km/h, mientras que la parte "superior" de hasta 70 km/h. el motor de combustión interna en la composición de la hidrostática de accionamiento funciona a velocidades ligeramente por encima de ralentí. A velocidades superiores a 70 km/h camión de volteo es sólo de los motores de combustión directamente a través de la mecánica de la transmisión. Cuando el camión que hace las paradas frecuentes, bombas/ motores hidráulicos funcionan en el modo de bombas, garantizando la recuperación de energía de frenado y contagia гидроаккумулятор.

En el diseño de los accionamientos híbridos de 24 toneladas de la rueda de la cargadora Cat 966K XE hay mecánicas de los componentes de energía (antes del convertidor de torque) y los componentes de la hidrostática accionamiento motor hidráulico/ de la bomba, dos de flujo de potencia se unen en el planetario engranaje que permita máximo k. p. d. de transmisión", como se dice en la documentación de Caterpillar. Cambio de la velocidad en la transmisión se realiza de forma gradual. Parece que la unidad es capaz de recuperar la energía de frenado con la ayuda de la parte hidráulica de accionamiento, esta energía se utiliza para crear el flujo en el sistema hidráulico, como se afirma, "en los circuitos de equipos de trabajo o de la transmisión del ventilador del sistema de refrigeración, debido a que el motor de combustión (potencia: 290 cv) funciona a bajas revoluciones". El ahorro de combustible alcanza el 25%, en comparación con los modelos anteriores. Mod. 966К HE lanzado al mercado en el primer trimestre de 2013

En el sector de la minería de equipos Caterpillar desarrolla híbridos actuadores para la carrera de hidráulica de la excavadora Cat 6120H FS y eléctrica de la red de excavadora Cat 7495, en el que recupera la energía de frenado en curva de complementos y de bajada de la pluma.

La empresa Joy Global, propietario de la empresa, LeTourneau, ha desarrollado un motor diesel-eléctrico канатный pala P&H 2650, en el que, según la compañía, la tecnología híbrida creada el de la cargadora LeTourneau. publicado

P. S. Y recuerde, sólo cambiando su conciencia — estamos juntos cambiando el mundo! ©

Fuente: www.os1.ru/article/technology/2013_11_A_2013_11_18-17_15_37/

Tags

Vea también

Nueva y Notable