Hydrauliikkisirainten energiansäästö ja päästöjen vähentäminen: uudet teknologiat ja teollisuuden käytännöt

Energian ja päästöjen vähentäminen on järjestelmäongelma, ei tuoteongelma

Teollisuusraporttien hydraulisen rikkojan energiansäästöä ja päästöjen vähentämistä koskevat keskustelut keskittyvät itse rikkojaan: alhaisemman energian vaativiin takaisinmeneviin venttiilirakenteisiin, energian talteenottoon tarkoitettuihin akkumulaattoreihin ja vähemmän hydraulista virtausta vaativiin BPM:n (iskujen määrä minuutissa) vastaaviin ratkaisuihin. Nämä parannukset ovat todellisia ja mitattavia. Nykyaikainen keskiluokan rikkoja vaatii 15–20 % vähemmän kantajakoneen hydraulivirtausta saavuttaakseen saman BPM:n kuin sen kymmenen vuotta vanha vastine, mikä johtuu pääasiassa parantuneesta venttiilien ajoitustehokkuudesta. Hydraulinen rikkoja ei kuitenkaan ole suurin energian kuluttaja siinä järjestelmässä, johon se kuuluu — suurin kuluttaja on kantajakoneen dieselmoottori. Esimerkiksi 20 tonnin kaivinkoneen 120 kW:n moottori kuluttaa 15–20 % tehostaan hydraulipiirin tehottomuuksien vuoksi ennen kuin öljy saavuttaa rikkojan. Rikkojan virtaustarpeen vähentäminen 15 %:lla aiheuttaa pienemmän absoluuttisen energiavaikutuksen kuin kantajakoneen hydrauliohjelman öljyn pitäminen riittävän puhtaana piirin tehokkuuden säilyttämiseksi. Uuden tehokkaan rikkojamallin käyttöönotosta saavutettu päästövähennys on yleensä pienempi kuin olemassa olevan rikkojan käytöstä aiheutuva päästölisä, jos hydrauliohjelman öljy on saastunut niin paljon, että sen viskositeetti ei enää ole optimaalinen.

Teknologiat, joihin sijoitetaan eniten kehitysresursseja päästöjen ja energiankulutuksen vähentämiseksi, ovat sähköisten ajoneuvojen (EV) yhteensopivuus, biologisesti hajoavien hydrauliikkaöljyjen yhteensopivuus ja hiljaisempien kotelointiratkaisujen suunnittelu. Biologisesti hajoavien hydrauliikkaöljyjen yhteensopivuus vaikuttaa suoraan tiivisteprosessin määrittelyyn: standardit mineraaliöljyihin tarkoitetut tiivisteet (NBR, FKM) toimivat yleensä hyvin kasviesteriin perustuvien biologisesti hajoavien hydrauliikkaöljyjen kanssa, mutta joissakin vanhemmissa suunnitteluratkaisuissa käytetyt polyuretaanitiivistemateriaalit voivat turvota tai hajota kosketuksessa synteettisen esterin sisältävien öljyjen kanssa. HOVOO- ja HOUFU-tiivistemateriaalit on kehitetty yhteensopiviksi Euroopassa ja Australiassa ympäristölupahakemuksissa käytettyjen pääasiallisten biologisesti hajoavien hydrauliikkaöljyjen luokkien – estereiden ja polyaalkeeniglykolien – kanssa sekä standardien mineraaliöljyjen käytön kanssa.

Energian talteenottoakumulaattorit — kaksinkertaiset akumulaattorirakenteet, jotka varastoitavat pistoolin takaisiniskun energian ja vapauttavat sen seuraavalla alaspäin suuntautuvalla iskulla — ovat merkittävin tehokkuuden parannus tasolla 'murto' ilman kantopiirin uudelleensuunnittelua. Tehokkuuden parannus on 8–15 % jatkuvassa kovakivisen kallion murrossa ja pienempi epäsäännöllisessä kevyemmissä tehtävissä. Energian talteenottoakumulaattorin akumulaattorikalvo altistuu korkeammalle taipumissyklitaajuudelle kuin standardirakenteen kalvo; HOVOO FKM -kalvopaketteja, joiden kimmoisuuden säilyminen on yli 95 % kahden miljoonan taipumissyklin jälkeen, käytetään energian talteenottoakumulaattorisovelluksissa.

Käytäntö, joka säästää enemmän energiaa kuin mikään komponenttipäivitys

Öljyn puhtaudesta on hydrauliikkaisen rikkojan käyttäjälle tehokkain energiansäästö- ja päästövähentämiskeino. Jos hydrauliikkaöljyä saastuttaa 5 mg/l hiukkasia, tyypillisissä rikkojan venttiiliryhmissä esiintyy sisäistä piirin vuotamista 3–8 prosenttia. Tämä vuotaminen tarkoittaa öljyn pumpattua määrää, jota ei muunnettu pistoolin työhön – se on hukkaenergiaa, jonka kantaja-moottorin on tuotettava ja joka ilmenee polttoaineenkulutuksena ilman vastaavaa rikkojatoimintoa. ISO-puhtaustandardi 18/16/13 on saavutettavissa useimmilla rakennusalueilla säännöllisten suodattimenvaihtojen ja tiukkujen letkuyhteenliittimien avulla; sen ylläpitäminen johdonmukaisesti kymmenen yksikön laitteistossa säästää enemmän polttoainetta vuosittain kuin kunkin yksikön päivittäminen seuraavan sukupolven vähävirtaisiin malleihin. Suodattimen hinta on vain murto-osa polttoainesäästöstä. Puhtauden ylläpitäminen vaatii kuitenkin suurempaa kurinalaisuutta kuin mikään laitteiston ostaminen, ja juuri tämä käytäntö erottaa alhaisen polttoaineenkulutuksen laitteistot korkean polttoaineenkulutuksen laitteistoista, jotka näyttävät käyttävän samanlaista laitteistoa.