Menu

Wynajem sprzętu budowlanego

Opisy i charakterystyka marek sprzętu dostępnego na budowie.

Maszyny budowlane - czy są energooszczędne i wydajne?

ojejelk
Jeżeli zapytamy nabywców - http://solidwynajem.pl maszyn budowlanych, czym kierowali się przy wyborze konkretnego modelu, to pewnie ośmiu na dziesięciu wymieni wydajność i oszczędność eksploatacji. I trudno się temu dziwić, któż nie chciałby mieć maszyny oszczędnej i jednocześnie wydajnej. Jednak czy są takie maszyny? Czy można połączyć ogień z wodą? Inżynierowie i naukowcy nie ustają w dążeniach, by znaleźć złoty środek pozwalający tworzyć maszyny oszczędne, wydajne, komfortowe i bezpieczne. By stworzyć maszynę mającą ograniczony apetyt na paliwo, nie wystarczy zamontować w niej oszczędnego silnika. To byłoby zbyt proste. Konieczne s a zatem kompleksowe rozwiązania dotyczące całej konstrukcji.
 
Główne możliwości leżą w ograniczeniu masy, która musi być przemieszczana przez maszynę do robót ziemnych podczas każdego z cykli roboczych. I nie chodzi tu bynajmniej jedynie o urobek. Zauważmy, że każda koparka podczas normalnej pracy zmaga się również z tonami stali użytej do jej budowy. Rozwiązanie problemu nasuwa się samo. Niezbędna jest „kuracja odchudzająca”. Zmniejszenie masy maszyny nie może odbywać się jednak kosztem ograniczenia stabilności i trwałości całej konstrukcji. Redukując masę własną maszyn konstruktorzy zrezygnowali z niektórych elementów konstrukcyjnych, ale jednocześnie zadbali o wzmocnienie punktów podlegającym szczególnym obciążeniom. Praca tysięcy inżynierów w setkach centrów badawczo- -rozwojowych rozsianych po całym świecie nad ulepszeniem systemów napędowych wymaga dużych nakładów finansowych, jest mozolna, ale przynosi pozytywne rezultaty. Układy napędowe maszyn nowej generacji są coraz efektywniejsze, ekonomiczne w eksploatacji, nie obciążają przy tym nadmiernie środowiska naturalnego. Dziennikarze naszego wydawnictwa mieli swego czasu możliwość odwiedzenia szwajcarskiego Arbon, gdzie opracowywane są konstrukcje silników Fiat Power Train – FPT. Może nie wszyscy pamiętają, że to właśnie Fiat dopracował przełomową technologię Common Rail na tyle, by mogła ona zostać wdrożona do seryjnej produkcji. Fiat przejął założenia technologiczne od szwajcarskiego instytutu badawczego ETH Zürich, który zajmował się technologią Common Rail w latach 1976-1992, ale tylko teoretycznie. Silnika wykonanego w tej technologii nie wykorzystano bowiem w żadnym pojeździe. W nowoczesnych jednostkach napędowych wykorzystujących system Common Rail zamiast sekwencyjnej pompy paliwa stosowana jest pompa wysokociśnieniowa tłocząca paliwo do akumulatora zasilającego (zwanego również listwą lub szyną) wspólnego dla wszystkich cylindrów. Ciśnienie utrzymujące się w tym przewodzie wynosi około 1350 bar, niezależnie od obciążenia silnika ani od jego prędkości obrotowej. Z akumulatora zasilającego paliwo podawane jest do sterowanych elektronicznie wtryskiwaczy, a stąd trafia bezpośrednio do komory spalania.
 
dziaanie_systemu_common_rail_w_maszynach
 
Dzięki zastosowaniu wtryskiwaczy sterowanych elektronicznie możliwe jest dowolne kształtowanie czasu wtrysku, jego długości oraz dawki paliwa zależnie od wielu czynników (na przykład obciążenia silnika). Daje to również możliwość podziału wtrysku paliwa na trzy etapy, na które składają się: wtrysk pilotowy, właściwy oraz dawka dopalająca. Rozwiązanie to umożliwia lepsze spalenie paliwa oraz zmniejszenie jego zużycia. W porównaniu z osiągami silników z wtryskiem mechanicznym oszczędności w tym zakresie sięgać mogą nawet do trzydziestu pięciu procent. Kolejnymi zaletami systemu Common Rail jest ograniczenie emisji spalin, hałasu emitowanego przez jednostkę napędową oraz uzyskanie wysokich parametrów pracy. Obecnie stosowany system Common Rail drugiej generacji charakteryzuje się ciśnieniem wtrysku rzędu 1.600 bar oraz większą liczbą – nawet do siedmiu – faz wtrysku. Użytkownicy maszyn napędzanych silnikami wykonanymi w technologii Common Rail muszą przestrzegać tankowania paliwa najwyższej jakości. Decydowanie się na olej napędowy z niepewnego źródła to pozorna oszczędność. Paliwo o złych parametrach doprowadzić może bowiem do nieodwracalnego zniszczenia wtryskiwaczy pracujących pod wielkim ciśnieniem. Ich naprawa wiąże się z koniecznością długiego wyłączenia maszyny z normalnej eksploatacji i poniesieniem wysokich kosztów części i robocizny. Konstruktorzy ładowarek kołowych dążący do zwiększenia ich efektywności również starają się zredukować ich ciężar roboczy. W tym celu zmieniają rozmieszczenie niektórych podzespołów. Chłodnice przenoszone są za kabinę. Silnik umieszczony w tylnej części nadwozia umożliwia zmniejszenie ciężaru przeciwwagi, a co za tym idzie masy całkowitej maszyny. Przykładowo, dwudziestotonową maszynę można w ten sposób „odchudzić” nawet o 900 kg bez ograniczenia stabilno- ści i wytrzymałości konstrukcji. Oznacza to zmniejszenie zużycia paliwa podczas każdego cyklu roboczego. Jednocześnie zwiększyć można obciążenia, jakim może być poddawana maszyna, a tym samym żywotność elementów układu roboczego i całej konstrukcji nadwozia. Rozważając zakup nowej maszyny brać należy zatem pod uwagę nie tylko jej ciężar roboczy. Maszyny nowej generacji mogą przemieszczać nawet do piętnastu procent więcej urobku w przeliczeniu na litr zużytego paliwa. Parametry te udało się osiągnąć nie tylko za sprawą optymalizacji układu napędowego oraz zmniejszenia ciężaru roboczego. Analizując sprawność osiąganą przez dzisiejsze maszyny budowlane, których konstrukcję oparto na silniku spalinowym, pompach hydraulicznych i zasilanym przez nie osprzęcie, zauważyć należy, że energia generowana przez jednostkę napędową wykorzystywana jest w stopniu dalece niezadowalającym. Przeważająca jej część jest bowiem tracona uciekając do atmosfery w postaci energii cieplnej. To właśnie w ograniczeniu tych strat upatrywać należy głównych możliwości oszczędniejszej eksploatacji maszyn. Można ją osiągnąć także dzięki optymalizacji rozwiążą stosowanych obecnie. Z pewnością wierzyli w to inżynierowie New Holland przystępujący do opracowywania konstrukcji koparek gąsienicowych serii B. Choć zastosowano w nich wyłącznie klasyczne rozwiązania konstrukcyjne, to w porównaniu z maszynami poprzedniej generacji są one w stanie przemieścić o około piętnaście procent więcej urobku na każdy zużyty litr oleju napędowego. Efekt ten osiągnięto głównie dzięki zoptymalizowaniu konstrukcji układu hydraulicznego poprzez ograniczenie strat spowodowanych spadkami ciśnienia. Stanowią one specyfikę wszystkich układów hydraulicznych, dochodzi do nich na wszystkich przewężeniach poprzecznych, obojętnie czy maszyna pracuje pod pełnym obciążeniem, czy też na biegu jałowym. Aby ograniczyć straty niezbędne okazało się kompleksowe przekonstruowanie systemu hydraulicznego w zakresie sterowania zaworami, połączeń przewodów i wszystkie elementów mających kontakt z cieczą hydrauliczną. Pozwala na oszczędności eksploatacyjne w zakresie zużycia paliwa nawet o procent w porównaniu z maszynami poprzedniej generacji. Co istotniejsze, odbywa się to przy jednoczesnym podniesieniu o piętnaście procent osiągów maszyny.
 
Daje to również wymierne oszczędności dzięki skróceniu czasu wykonywania poszczególnych cykli roboczych żużyty litr oleju napędowego. Efekt ten osiągnięto głównie dzięki zoptymalizowaniu konstrukcji układu hydraulicznego poprzez ograniczenie strat spowodowanych spadkami ciśnienia. Stanowią one specyfikę wszystkich układów hydraulicznych, dochodzi do nich na wszystkich przewężeniach poprzecznych, obojętnie czy maszyna pracuje pod pełnym obciążeniem, czy też na biegu jałowym. Aby ograniczyć straty niezbędne okazało się kompleksowe przekonstruowanie systemu hydraulicznego w zakresie sterowania zaworami, połączeń przewodów i wszystkie elementów mających kontakt z cieczą hydrauliczną. Pozwala na oszczędności eksploatacyjne w zakresie zużycia paliwa nawet o procent w porównaniu z maszynami poprzedniej generacji. Co istotniejsze, odbywa się to przy jednoczesnym podniesieniu o piętnaście procent osiągów maszyny. Taki energooszczędny sprzęt na wynajem daje niesamowite osiągi. Daje to również wymierne oszczędności dzięki skróceniu czasu wykonywania poszczególnych cykli roboczych. Efektywność eksploatacji maszyn podnosi komfort pracy operatora. Nowoczesne koparki wyposażone są w przestronne kabiny zapewniające doskonałą widoczność na cały obszar roboczy. Manipulatory umieszczane są na specjalnej konsoli zintegrowanej z fotelem operatorskim W ten sposób zachowana zostaje optymalna pozycja pracy, nawet gdy fotel musi być przestawiany dla różnych operatorów. Konstrukcja kabiny pozwala na zmniejszenie jej wagi przy jednoczesnym zachowaniu pełnego zakresu bezpieczeństwa ROPS/FOPS. Maszyny do robót ziemnych nowej generacji wyposażone są w system kamer pozwalający operatorowi Śledzić pole pracy za maszyną. Niektórzy z producentów decydują się na wyposażenie systemu w osobny, obsługujący tylko kamery, duży monitor LCD. Dzięki temu operator może stale Śledzić pole pracy za maszyną i nie odbywa się to kosztem braku wskazań z systemu monitorującego pracę podstawowych podzespołów i układów. Umożliwia to lepszą ocenę zagrożeń pojawiających się podczas pracy i szybszą na nie reakcję. Widoczność z kabiny poprawia również zmniejszenie gabarytów maszyn. Nie dzieje się to kosztem ograniczenia ich wydajności czy stabilności. Kompaktowa budowa pozwala nie tylko na ograniczenie zużycia paliwa, ale także poszerza zakres zastosowań maszyn. Mogą one wykonywać zadania także w miejscach o ograniczonej przestrzeni. Niezwykle istotnym czynnikiem wpływającym na zwiększenie bezpieczeństwa pracy na placu budowy jest ograniczenie hałasu emitowanego przez maszyny. Dzięki temu podnosi się słyszalność komend wydawanych przez kierującego pracami i sygnałów ostrzegawczych. Nie można zapominać również o negatywnym wpływie hałasu na samopoczucie oraz ogólny stan zdrowia operatora i osób pracujących w sąsiedztwie maszyny. Nadmierny hałas powoduje zmęczenie kierującego maszyną, a tym samym zmniejsza stopień efektywności jego pracy. Konstruktorzy mają na tym polu znaczące osią- ginięcia. Inżynierowie New Holland wdrożyli do seryjnej produkcji koparki wyposażone w innowacyjny system „iNDr”. Dzięki temu dwudziestopięciotonowa maszyna emituje hałas porównywalny z wytwarzanym przez silnik wysokoprężny większego samochodu osobowego. Zdaniem wielu ekspertów przyszłość w zakresie napędu maszyn budowlanych – przynajmniej ładowarek kołowych – należeć może do układu hybrydowego. Zakładać przy tym należy, że rosnąć będą ceny ropy naftowej, zaś spadać koszt wytwarzania specjalnych akumulatorów niezbędnych w tej technologii. Pierwszy w pełni funkcjonalny napęd hybrydowy w maszynie budowlanej zaprezentowała szerszej publiczności już w roku 2006 podczas targów Intermat japońska firma New Energy Development Organization (NEDO). W jej Ślady szybko poszli niemalże wszyscy liczący się producenci. Osiągnięcia w tym zakresie ma Volvo Construction Equipment, Caterpillar, Komatsu, New Holland, Case, F. Weyhausen oraz Hitachi. Maszyny wyposażone w napęd hybrydowy składający się z silnika spalinowego oraz maszyny elektrycznej (generator synchroniczny), układu energoelektronicznego i wysokowydajnego akumulatora mogą spalać nawet o czterdzieści procent mniej paliwa. To imponujący wynik, ale problem jak zwykle w takich przypadkach tkwi w cenie. Potencjalni nabywcy zastanawiają, jak długo muszą eksploatować maszynę, by inwestycja w „hybrydę” zaczęła się zwracać. Widać wyraźnie, że przygotowania wielu producentów do wdrożenia maszyn z napędem do seryjnej produkcji zostały nieco zahamowane przez Światowy kryzys ekonomiczny oraz... spadek cen ropy naftowej. Problemem pozostaje także bardzo wysoki koszt akumulatorów. Mankamentem są też ich duże gabaryty i waga. Ogranicza to możliwości stosowania napędu hybrydowego w mniejszych maszynach. Nawet konstruktorom New Holland mających duże do- Świadczenia w budowie maszyn kompaktowych nie udało się skutecznie „upakować” hybrydowego napędu w nadwozie produkowanych seryjnie koparek. Do pełni szczęścia brakuje im ciągle około pięćdziesięciu centymetrów.
 
Niby niewiele, ale jednak… Nie dziwi zatem specjalnie, że coraz bardziej słyszalne stają się głosy przeciwników napędu hybrydowego. Mają oni zresztą mocne argumenty. Uważają na przykład, że Środki przeznaczane na rozwój drogiej technologii hybrydowej przeznaczyć należałoby raczej na poszukiwanie sposobów wykorzystania rezerw tkwiących w tradycyjnych rozwiązaniach konstrukcyjnych. Faktem jest w końcu, że dzisiejsze koparki hydrauliczne wykorzystują efektywnie zaledwie do trzydziestu procent mocy silnika. Jej znakomita większość jest zatem bezpowrotnie tracona w układach mechanicznym i hydraulicznym. W głównej mierze wynika to z tego, że ich silnik i pompa hydrauliczna pracują w górnym zakresie wydajności choć do należytego wykonania prac jest to niezbędne jedynie w stosunkowo rzadkich przypadkach. Nie zapominajmy również o wspomnianym już w niniejszym tekście problemie związanym z permanentnymi spadkami ciśnienia w układzie hydraulicznym. Przepływa przezeń stale olej hydrauliczny, nawet wówczas gdy nie jest to potrzebne do wykonania cyklu roboczego. Konstruktorzy nie uporali się także dotychczas z pozoru łatwym do rozwiązania problemem odzyskiwania energii traconej w momencie zatrzymywania w konkretnej pozycji obracającego się nadwozia maszyny. A są to przecież straty oczywiste i bezpowrotne…

© Wynajem sprzętu budowlanego
Blox.pl najciekawsze blogi w sieci