Komatsu viitoittaa työkonehybridien kehityssuunnan

19.01.2020 11:30

kom1.jpg

(kuva: - Komatsun tela-alustaiset kaivukoneet soveltuvat erittäin hyvin ahtaissa tiloissa ja asutusalueilla tehtäviin töihin sillä niiden ulkoinen melutaso on erittäin alhainen. Työlaitteiden tarkkaa hallintaa varten kone on varustettu proportionaalisilla hallintalaitteilla, Suomen Rakennuskone Oy:n tuotepäällikkö Tero Ala-Tala kertoo.)

Hybriditekniikka on tullut jäädäkseen työkoneisiin. Tavoitteena pienemmät päästöt ja säästöt polttoaineenkulutuksessa sekä korkeampi tuottavuus. Komatsun telakoneisiin kehittämä kustannustehokas hybridijärjestelmä vastaa onnistuneesti kaikkiin edellä mainittuihin argumentteihin.

Tiettävästi ensimmäinen ajoneuvojen hybriditekniikkaan liittyvä patentti myönnettiin jo yli 120 vuotta sitten akkukäyttöiselle napamoottorille. Hakijana sittemmin tunnetuksi tullut Ferdinand Porsche. 1900-luvulle tultaessa hybriditeknologiaa kehitettiin vahvasti sotateollisuuden tarpeisiin, mistä hyvänä esimerkkinä vaikkapa diesel-sähköiset sukellusveneet. Työkonepuolella vuosisata kului enemmän ja vähemmän dieselvetoisen tekniikan kehitystyössä. 

Alkusysäys nykyisille ajoneuvohybrideille tapahtui vuonna 1996. Tuolloin suurelle yleisölle esiteltiin uraa uurtava ja edistyksellisen Toyota Prius. Tänään reilut parikymmentä vuotta myöhemmin hybriditeknologia on vakiinnuttanut asemansa, ja sellainen löytyy lähes kaikkien autovalmistajien mallistoista. Hyvien kokemusten innoittamana japanilaiset suunnitteluinsinöörit käynnistivät hybriditekniikan kehityshankkeet myös työkoneisiin ja hyötyajoneuvoihin. Maailmalla suurimpiin työkonevalmistajiin lukeutuva Komatsu on tarjonnut jo vuosikymmenen ajan hybriditekniikaan voimin toimivia kaivukoneita. 

kom2.jpg

(kuva: HB365LC-3 kehittää tarvittavan tehon alhaisimmalla polttoainemäärällä. Käytettävissä on 6 erilaista työtapa-asetusta: “Power”, nosto, vasara, “economy”, lisälaitteiden power ja lisälaitteiden economy. Kuljettaja voi säätää Economy -työtapaa siten, että saavutetaan tekeillä olevan työn mukaan mitoitettu ihanteellinen tehon ja taloudellisuuden tasapaino. Työlaitteille ohjautuvaa öljyvirtaa säädetään suoraan suuresta laajakuvamonitorista.)

Teknistä etumatkaa

Komatsu on tutkinut hybriditeknologian mahdollisuuksia vuodesta 1999 alkaen. Ensimmäinen sarjatuotantomalli: Komatsu PC200-8E0 esiteltiin yhdeksän vuotta myöhemmin Japanin markkinoille. Tekniikan toimivuus ja tuottavuus varmistettiin kotimarkkinoilla ennen viennin käynnistämistä. Vientimalli 22-tonnin Komatsu HB215LC-1 esiteltiin vuonna 2011.

Seuraavan merkkipaalun japanilaisvalmistaja tavoitti vuonna 2013. Tällöin oli vuorossa ensimmäinen yli 30 tonnin kokoluokkaan asemoituva telakonehybridi 33-tonninen Komatsu HB335LC-1 jota myytiin vain Australian markkinoillle.

Eurooppaan Komatsun hybridit rantautuivat vuotta myöhemmin, Suomessa 23-tonnisen HB215LC-2:n voimin. Raskaampi HB365LC-3 tuotiin markkinoille kaksi vuotta myöhemmin. 
Tänään maailmalla työskentelee jo tuhansia Komatsu hybridikaivukoneita. Suomessakin pian jo alun toistakymmentä. 

Vaatimukset täyttävää

Uusien Suomessa tarjottavien Komatsu työkoneiden moottorit täyttävät kirkkaasti uusimman Stage V -päästötason vaatimukset. Myös hybriditekniikka on uusinta ja edistyksellisintä neljännen sukupolven teknologiaa.

- Henkilöautoista poiketen Komatsun kehittämässä hybridijärjestelmässä ei käytettä lainkaan akkuja, vaan energia varastoidaan kondensaattoreihin, kertoo Komatsu maarakennuskoneita maahantuovan Suomen Rakennuskone Oy:n tuotepäällikkö Tero Ala-Tala.

Vastaavaa energian talteenottojärjestelmää hyödynnetään myös Sisu Auton kuorma-autojen Hybridivoimalinjassa.

kom3.jpg

(kuva: Useimmat hybridijärjestelmän komponenteista ovat Komatsun kehittämiä ja valmistamia.)

Komatsun Hybridijärjestelmä

Komatsun kehittämä ainutlaatuinen hybridijärjestelmä ottaa talteen ja regeneroi ylävaunun liikkeen hidastuessa syntyvää ylimääräistä energiaa ja muuntaa sen kondensaatoriin varastoitavaksi sähköenergiaksi.

- Kondensaattorikoneistoon kuuluu taajuusmuuttaja, joka muuntaa generaattorimoottorilta ja kääntömoottorilta tulevan vaihtovirran kondensaattorille varastoitavaksi tasavirraksi. Koska kondensaattorit tarvitsevat elektronien ja ionien vaellusta lataamiseen ja purkamiseen, ne pystyvät siirtämään tehoa paljon nopeammin kuin akut, jotka käyttävät kemiallisia reaktioita sähkövirran tuottamiseen.

Sekä 23-tonnisessa Komatsu HB215LC-3:ssa että 37-tonnisessa HB365LC-3:ssa kondensaattoreihin kerätty energia ohjataan joko käännölle tai moottorin ja hydrauliikkapumpun väliin asennetullle generaattorimoottorille. 

- Hybridikoneessa moottori ei käy jatkuvasti kovilla kierroksilla, vaan elää hybridivoimalinjan automatiikan mukaan. Järjestelmän tehokkuus ja taloudellisuus perustuu siihen että kaikki teho voidaan ohjata suurimman kuormituksen suuntaan, mikä ulosmitataan korkeampana tuottavuutena. Lisäksi polttoainetta säästyy ja meluhaitat pienenevät. Rankasti yksinkertaistettuna; tasoitamme ylimääräiset kulutushuiput, Ala-Tala tarkentaa.

23-tonnisessa hybridikoneessa järjestelmän nerokkuus ja tehokkuus paljastuvat parhaiten. 
- vastaavan, pelkän polttomoottorin voimin käyvän Telakoneen voimanlähteenä on kuusisylinterinen moottori. Hybridissä päästään samaan työtehoon nelisylinterisellä ja pienempiruokaisella moottorilla. Lisäksi HB215LC-3:ssa ei ole lainkaan DPF -partikkelisuodatinta pakopuolella.

Raskaamman HB365LC-3:n voimanlähteenä on sama kuusisylinterinen moottori, kuin perusmallissa.

- Sen ansiosta hybridin tuottamaa energiaa saadaan ohjattua enemmän työhydrauliikalle, mikä tarkoittaa noin 15 prosenttia korkeampaa työtehoa. 

kom4.jpg
Kustannustehokas

Hybridissä ja perinteisessä telakoneessa vaunun kääntö on ratkaistu erilaisin takniikoin. 

- Hybrideissä kääntö käy täysin sähkömoottorin voimin, muissa vaunun kääntö tapahtuu hydrauliikan voimin.

Sähkömoottorin hyötysuhde on merkittävästi hydraulista järjestelmää korkeampi, mikä voidaan ulosmitata, jos ei muuten niin ainakin polttoainelaskussa. 

Hybriditekniikka luonnollisesti korottaa jonkin verran työkoneen hankintahintaa. Monia saattaa askarruttaa saako koneella tienattua hintaeron kiinni. 

- Hybridikoneen polttoaineenkulutus voi tippua, työtehtävästä riippuen, helposti 15 - 20 prosentilla. Vuositasolla puhutaan jo merkittävistä summista, Ala-Tala sanoo ja jatkaa, säästöä muodostuu myös huoltokuluissa, sillä hybridissä on vähemmän huoltoa vaativia kohteita. 

Useimmat hybridijärjestelmän komponenteista ovat Komatsun kehittämiä ja valmistamia. Toimintavarmuus on keskeisessä roolissa Komatsun strategiassa, siksi sekä sähköisellä kääntömoottorilla että taajuusmuuntajalla ja kondensaattorilla on kullakin oma jäähdytysjärjestelmänsä, mikä takaa hybridikoneelle luotettavuuden ja kestävyyden. 

- Lisäksi pitkäikäiset taajuusmuuntaja ja kondensaattori ovat täysin huoltovapaita. Korkeasta laadusta ja luottamuksesta kertoo osaltaan myös hybridikomponenteille myönnettävä 5 vuoden / 10 000 käyttötunnin takuu. Mahdollisissa vauriotapauksissa komponentit vaihdetaan suoraan uusiin. Maailmalla on jo noin 5 000 Komatsu hybridiä ja niiden tekniikka on toiminut erittäin luotettavasti. Komatsu on jopa ostanut takaisin muutamia koneita, joilla on takanaan jo kymmeniä tuhansia käyttötunteja. Selvittääkseen miten hybriditekniikka on kestänyt kovaa käyttöä, Ala-Tala lisää.

Komatsun hybridit ovat saaneet jalansijaa myös Suomen työkonemarkkinoilla. 

- Tietoisuus kasvaa ja uudet tekniikat otetaan jatkuvasti paremmin ja ennakkoluulottomammin vastaan. Tyytyväiset asiakkaamme ovat vieneet eteen päin hyviä käyttökokemuksiaan, mikä on herättänyt monen urakoitsijan mielenkiinnon säästöpontentiaalin mahdollistavan telakoneen suuntaan. Lisäpontta kysynnälle antaa tietysti myös hybridimallien matalat CO2 -päästöt, jotka antavat, ainakin monissa Keski-Euroopan maissa etua urakoiden kilpailutuksissa. Hiljattain uudistuneen mobiilialustaisen Komtrax -koneenseurantajärjestelmän kautta on nyt mahdollista nähdä ja myös tulostaa koneen CO2 päästötiedot, sanoo tuotepäällikkö Tero Ala-Tala lopuksi.

26.02.2020 14:44Cramo kehittää palveluita ja toimintaa asiakkaan lähtökohdista
26.02.2020 14:00Outokummun vuosikertomus 2019 on julkaistu
26.02.2020 12:00Metson vuosikertomus 2019 julkistettu
25.02.2020 10:11Team Engcon osallistuu Vasaloppet hiihtoon
24.02.2020 13:55Cramo tuo tehokkuutta rakentamiseen - yhdellä silmäyksellä kokonaiskuva työmaasuunnitelmasta
24.02.2020 12:30Nimitysuutisia: Janne Salomäestä Rotator Oy:n markkinointipäällikkö
24.02.2020 8:12Infra-alalla käytetään tulevaisuudessa uutta laskentapalvelua - Väylä kutsuu suunnittelijat mukaan kehitystyöhön
23.02.2020 12:00Kaivosalan ammattitutkinnon perusteiden muutos
22.02.2020TAMKin lehtori Eero Nippala palkittiin maarakennusalan yhteistyön edistäjänä
21.02.2020 11:00Suomalaiset Cobra seulakauhat esillä Conexpossa Las Vegasissa 10.-14.3.2020

Siirry arkistoon »