Поскольку производители коммерческого оборудования переходят с двигателей внутреннего сгорания на аккумуляторные электромобили (BEV) с напряжением 48, 96 и 350 В, инженеры по силовым агрегатам сталкиваются с неожиданным узким местом: паразитным гидравлическим сопротивлением.
В традиционном дизельном экскаваторе или колесном погрузчике высокомоментный дизельный двигатель легко преодолевает трение внутреннего уплотнения цилиндра. Операторы редко замечают механическое сопротивление, вызванное агрессивными эластомерными уплотнениями с высоким предварительным натягом, сжимающими стандартно отточенные стальные стволы.
Однако на компактном экскаваторе с аккумуляторным питанием или электрическом мусоровозе нет лишних затрат мощности. Стандартные уплотнения промышленных цилиндров потребляют от 12% до 18% общей энергии бортового аккумулятора, просто преодолевая внутреннее сжатие уплотнения и сопротивление механическому отрыву.
Эта утечка энергии привела к увеличению спроса на продукцию с низким коэффициентом трения во всей отрасли.Гидравлические цилиндрыдля аккумуляторно-электрической строительной техники и автопарков с нулевым уровнем выбросов. Заменив устаревшие уплотнительные сальники с высоким коэффициентом трения гидродинамическими микропрофильными уплотнениями и субмикронными трубками с роликовой полировкой, современные электрические машины получают до 45 минут дополнительного рабочего времени на одну зарядку аккумулятора.
| Инженерный параметр | Стандартный дизельный цилиндр | Цилиндр BEV с низким коэффициентом трения |
|---|---|---|
| Внутреннее трение прорыва | от 8,0 до 14,5 бар | от 1,2 до 2,8 бар |
| Обработка поверхности внутреннего отверстия трубы | Ra от 0,4 до 0,8 мкм | Ra от 0,1 до 0,2 мкм (SRB) |
| Порог прилипания-скольжения на низкой скорости | Ниже 15 мм/сек. | Ниже 1,0 мм/сек. |
| Первичный профиль уплотнения штока | Тяжелая U-чашка с предварительной загрузкой | Тандемный шаг с низким коэффициентом трения |
| Коэффициент паразитных потерь энергии | 12–18 % мощности насоса | 3–5 % мощности насоса |
| Совместимость жидкостей | Стандартное минеральное масло | Био-HEES Синтетика и AW46 |
| Диапазон рабочих температур | от -20°С до +80°С | от -40°С до +100°С |
Каждый раз, когда инвертор электрического насоса ускоряется для перемещения гидравлической стрелы, он должен преодолевать «трение отрыва» — статическую силу прилипания между уплотнением штока и хромированным штоком поршня. В обычных цилиндрах этот первоначальный скачок давления заставляет электродвигатель работать на пиковом потреблении тока еще до того, как начнется механическое движение. За 8-часовую смену, включающую тысячи небольших циклов копания, эти микроскачки приводят к значительному разряду аккумулятора.
Когда оператор выполняет точную планировку или деликатную укладку труб со скоростью ниже 5 мм/сек, стандартные резиновые уплотнения неравномерно захватывают и отпускают металлический стержень, вызывая резкие колебания стрелы. Гидравлические цилиндры с низким коэффициентом трения для аккумуляторной электростроительной техники и транспортных средств с нулевым уровнем выбросов включают в себя самосмазывающиеся скользящие кольца из бронзы из ПТФЭ или модифицированного полиуретана с микроскопическими гидродинамическими масляными резервуарами, обеспечивающие плавное движение без вибрации даже на сверхнизких скоростях 0,5 мм/сек.
[Микрогидродинамическое хонингование SRB] → Поверхность Ra 0,1-0,2 мкм сохраняет микромасляную пленку
↓
[ Тандемные сальники с низким уровнем разрыва ] → Ступенчатые уплотнения из композитного ПТФЭ снижают трение на 70 %
↓
[Встроенные блоки клапанов рекуперации] → Восстанавливает возвратное масло для уменьшения потребления инвертора.
Уменьшение трения не означает создание ультрасухой зеркальной поверхности; это требует микроскопического удержания масла. HCIC использует усовершенствованную шлифовку и полировку роликами для достижения шероховатости внутренней поверхности Ra.0,1–0,2 мкмс заштрихованной платообразной структурой. Это плато содержит микроскопический пограничный слой жидкости, который предотвращает трение сухого металла о уплотнение во время запуска электрооборудования холодным утром.
Вместо того, чтобы полагаться на одну плотно сжатую полиуретановую U-образную чашку, в конструкциях с низким коэффициентом трения используется тандемный пакет уплотнений. Первичное уплотнение имеет динамический ступенчатый профиль, активируемый уплотнительным кольцом с уменьшенным радиальным натягом, что снижает трение более чем на 70 %, сохраняя при этом нулевую утечку жидкости при давлении до 250 бар.
Для дополнительной экономии электроэнергии в киловатт-часах цилиндры с низким коэффициентом трения могут быть оснащены встроенными регенеративными клапанами опускания стрелы. Во время опускания без привода сила тяжести вытесняет жидкость со стороны поршня непосредственно обратно на сторону штока, не циркулируя через главный распределительный клапан, снижая нагрузку на электродвигатель почти до нуля во время обратного хода.
Если вы модернизируете существующее оборудование или устраняете проблемы с низким сроком службы аккумулятора электрической машины, выполните следующую проверку в мастерской:
1. Отсоедините внешнюю механическую связь:Отвинтите проушину штока, чтобы цилиндр двигался полностью без нагрузки.Поскольку глобальные нормы выбросов ужесточаются в зонах городского строительства, гидравлические цилиндры с низким коэффициентом трения для аккумуляторной электрической строительной техники и автопарков с нулевым уровнем выбросов становятся стандартными спецификациями для компактных погрузчиков, мини-экскаваторов и электрических мусоровозов.
HCIC напрямую сотрудничает с изготовителями оборудования BEV и инженерами по гидроэнергетике, чтобы сконфигурировать специальные цилиндры с низким коэффициентом трения, соответствующие конкретным шинам напряжения и рабочим циклам. Мы предоставляем нестандартную длину хода, встроенные датчики обратной связи по положению (LVDT/эффект Холла) и 3D-модели CAD для немедленного анализа упаковки трансмиссии.
Чтобы оценить прототипы цилиндров с низким коэффициентом трения для вашей линейки машин с нулевым уровнем выбросов, свяжитесь с HCIC:
