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Komatsu公司和SR技术

2018-10-4 12:45| 发布者: 巨车网| 查看: 177| 评论: 0

摘要: 追溯Komatsu与SR技术。
  柴油-电力混合驱动、尤其是SR(开关磁阻)技术越来越流行,业内主要厂家都非常关注这一技术。在这项技术上,Komatsu(小松)有着比其它公司更长的历史。

  Komatsu在土石方机械电力驱动方面的技术可追溯到上个世纪50年代,当时R.G. LeTourneau(莱图尔诺,目前属于Komatsu)公司首次将柴油-电力驱动应用到土石方设备中,在很多年之前就证实了电力驱动非常适于大型土石方非公路设备,这种技术可以提高设备的生产力、效率并且降低油耗。

上世纪50年代的油-电动力设备

  上个世纪90年代初期,LeTourneau工程团队跨越了它们当时的直流和交流技术,开始努力寻求改进大型机械的更先进的电力牵引技术。同50年代时一样,这个团队专注于提升机器的可靠性、耐用性、生产效率和成本效益,通过研究它们发现SR技术正是要找的答案。

  “可以肯定,在橡胶轮胎土石方机械电力驱动领域研究了近70年的公司数量非常少,而我们是其中之一,”Komatsu的Longview工厂总工程师Mark Barr说,“这些技术中有很多一直都没有发展,由于创新和超前思维才使它们具备了实用性。关键问题是如何可靠地应用,尤其是在要求苛刻的土石方机械上的应用,我们几十年的经验在这里取得了成果。”

  “功率密度是此技术的一个优势,”Barr说,“大小相同时,SR电动机具有更大的功率,其旋转部分重量较轻、轴承受力小,部件寿命更长。此外,SR与其它电动机相比具有明显的高速度优势。”

P&H装载机

  上个世纪90年代中期,该公司开始努力将SR技术应用到轮式装载机(目前是P&H品牌,属于Komatsu)上,本世纪初造出了原型机。2004年,公司打算把此技术用到新产品上,从2008年开始,所有轮式装载机都使用了SR技术。

  用户要求提高效率、降低油耗和每吨成本,要求设备足够强健和耐用以应对严苛条件和不间断运行,这家公司也在不断地推进这一技术。SR的高可靠性可大大降低维护成本,可满足用户上述要求。

  电力驱动的下一步发展包括增加能量存储功能,该公司已经装上了KESS(动能存储系统)高效储能系统与当前的SR技术一起工作,SR混合动力驱动系统能够获取和利用再生能量,可将机器总油耗降低45%,这一数字远远高于业内其它技术所能达到的水平。KESS装置提供了高效存储再生能量的方法,这些能量可用来补充发动机功率以提升机器加速能力,减少发动机涡轮迟滞影响,从而显著缩短工作循环时间,同时排放也更低。

  在混合动力轮式装载机上,柴油机动力通过SR发电机转化为电能、驱动电动机使车轮转动,此时再生能量的获取过程就开始了。当驾驶员松开油门踏板时,便停止了对柴油机的动力需求,但机器的惯性使电动机保持转动,此时电动机转换角色成为发电机,向KESS存储系统供电,当驾驶员再次踩上踏板时,在柴油机输出动力的同时KESS会提供所存储的电能,相当于发动机的马力大了一倍,其性能可想而知。

  “使用KESS技术是为了进一步满足用户需求,”Barr说,“我们可以用油耗已经很低的电力驱动技术结合高效能量存储来提高机器性能,通过应用KESS系统提升性能后,机器耗油量会更少——同样耗油量可铲装更多物料。”

  SR和KESS 的应用是成功的,这一点很快得到了证明。在一对一测试中,它比同规格机器加速度快了一倍而且更省油,优势非常明显。目前Komatsu在全世界有150多台P&H轮式装载机,按每台机器几万小时计算,累计将是数百万小时的运行时间。

  凭借以上经验,公司开发了先进的SR控制算法,从根本上优化扭矩施加效率、控制轮胎打滑减少磨损并显著降低油耗。数十年的矿用级牵引电动机知识保证了其电动机和发电机的强健和可靠,在恶劣的采矿环境中有更长寿命。

  “SR技术是未来趋势,但Komatsu已经研究了很多年,”Barr说,“我们做的每件事都是以数十年经验作为基础的,我们不仅可以提供其它公司还没有的优势技术,而且知道如何应用这项技术、如何优化可靠性、燃油效率和性能的每个环节。”

  在公司最近的创新产品中,如Joy 地下采矿混合动力LHD(铲运机)和用于地表采矿的P&H 2650CX混合动力铲,SR技术是一个主要的亮点。


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