Reduceri ale consumului de energie și ale emisiilor pentru frânele hidraulice: Noi tehnologii și practici industriale

Reducerea energiei și a emisiilor este o problemă de sistem, nu o problemă de produs

Discuțiile privind economisirea de energie și reducerea emisiilor în rapoartele industriale referitoare la spărgătoarele hidraulice se concentrează pe propriul dispozitiv de spargere: proiecte de supape alternative cu consum redus de energie, acumulatori pentru recuperarea energiei, reducerea cerințelor de debit hidraulic pentru un același număr de bătăi pe minut (BPM). Aceste îmbunătățiri sunt reale și măsurabile. Un spărgător modern de clasă medie necesită cu 15–20% mai puțin debit de la mașina portatoare pentru a obține același BPM ca echivalentul său din urmă cu zece ani, în principal datorită unei eficiențe îmbunătățite a temporizării supapelor. Totuși, spărgătorul hidraulic nu este cel mai mare consumator de energie din sistemul în care este integrat — motorul diesel al mașinii portatoare este. Motorul unui excavator de 20 de tone, care produce 120 kW, consumă 15–20% din această putere datorită ineficiențelor circuitului hidraulic, înainte ca uleiul să ajungă la spărgător. Reducerea cerinței de debit a spărgătorului cu 15% are un efect absolut mai mic asupra energiei decât menținerea curățeniei uleiului hidraulic al mașinii portatoare la un nivel suficient pentru a păstra eficiența circuitului. Reducerea emisiilor obținută prin trecerea la un nou model eficient de spărgător este, de obicei, mai mică decât penalizarea privind emisiile rezultată din utilizarea unui spărgător existent cu ulei hidraulic contaminat peste viscozitatea optimă.

Tehnologiile care primesc cea mai mare investiție în domeniul dezvoltării pentru reducerea emisiilor și a consumului de energie sunt compatibilitatea cu vehiculele electrice (EV), compatibilitatea cu lichidele hidraulice biodegradabile și proiectarea carcaselor cu reducere a zgomotului. Compatibilitatea cu uleiul hidraulic biodegradabil este cea care afectează direct specificațiile pentru garnituri: garniturile standard pentru ulei mineral (NBR, FKM) funcționează, în general, bine cu lichidele hidraulice biodegradabile pe bază de esteri vegetali, dar compușii de poliuretan utilizați în unele designuri mai vechi pot umfla sau se pot degrada la contactul cu fluidele sintetice pe bază de esteri. Compușii de garnituri HOVOO și HOUFU sunt formulați pentru a asigura compatibilitatea cu principalele categorii de lichide hidraulice biodegradabile utilizate în aplicațiile europene și australiene care necesită autorizații de mediu — esterii și glicolii polialchilenici — precum și cu serviciul standard pentru uleiuri minerale.

Acumulatorii de recuperare a energiei — concepții cu dublu acumulator care stochează energia de recul a pistonului și o eliberează în următorul curs descendent — reprezintă cea mai semnificativă îmbunătățire a eficienței la nivelul spărgătorului, fără a fi necesară redesenarea circuitului purtător. Îmbunătățirea eficienței este de 8–15% în spargerea continuă a rocilor dure, respectiv mai mică în lucrări intermitente și mai ușoare. Diafragma acumulatorului dintr-o concepție de recuperare a energiei suferă o rată mai mare de cicluri de flexiune decât într-o concepție standard; pentru aplicațiile cu acumulatori de recuperare a energiei se specifică kituri de diafragme HOVOO din FKM, cu o retenție a elasticității >95% după 2 milioane de cicluri de flexiune.

Practica care economisește mai multă energie decât orice actualizare a unui component

Curățenia uleiului este cea mai eficientă practică de economisire a energiei și reducere a emisiilor disponibilă oricărui operator de flotă de spărgătoare hidraulice. Uleiul hidraulic contaminat cu 5 mg/L de particule provoacă o scurgere internă în circuit de 3–8% în ansamblurile tipice de supape ale spărgătoarelor. Această scurgere reprezintă ulei pompat, dar care nu este transformat în lucru mecanic al pistonului — este energie pierdută pe care motorul portabil trebuie să o producă, iar aceasta se reflectă în consumul de combustibil, fără ca rezultatul corespunzător să fie obținut în procesul de spargere. Un standard de curățenie ISO de 18/16/13 este realizabil în majoritatea mediilor de construcții prin schimbări regulate ale filtrelor și utilizarea racordurilor etanșe pentru furtunuri; menținerea constantă a acestui standard pe o flotă de zece unități economisește anual mai mult combustibil decât actualizarea fiecărei unități la următoarea generație de modele cu debit redus. Costul filtrului reprezintă doar o fracțiune din economiile de combustibil. Disciplina menținerii curățeniei este mai greu de susținut decât orice achiziție de echipament și este practica care diferențiază flotele cu consum scăzut de combustibil de cele cu consum ridicat, chiar dacă folosesc, aparent, același echipament.