تکامل کامیون راه درازی را پیموده است

ماشین آلات راهسازی کوماتسو

کاهش اثرات زیست‌محیطی چنان نیاز مبرم شرکت‌های معدنی شده است که سازنده تجهیزات ماشین آلات راهسازی کوماتسو در حال سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه برای جایگزین‌های احتمالی برای موتورهای احتراق داخلی است. منابع انرژی که صرفاً بر پایه تامین برق هستند، مانند کمک چرخ دستی، ذخیره انرژی و سلول‌های سوختی هیدروژن سبز، همگی به عنوان پتانسیل‌هایی در تعقیب حمل و نقل بدون آلایندگی در نظر گرفته می‌شوند.

در همین حال، این شرکت در حال اصلاح طراحی محصولات محرک دیزلی-الکتریکی خود است تا تاکید بسیار بیشتری بر استفاده کارآمد از انرژی الکتریکی تولید شده توسط دیزل، برای هدایت بارهای انگلی مانند خنک کننده داخل هواپیما داشته باشد. افزایش استفاده از انرژی الکتریکی تولید شده گامی حیاتی در جهت کاهش مصرف سوخت دیزل است و همچنین ممکن است کلیدی برای کاهش وابستگی به تمام تولیدات دیزلی باشد. جدیدترین کامیون‌های ماینینگ الکتریکی داش ۵ این شرکت، با ترکیبی از گزینه‌های فناوری موتور Tier4 که اخیراً منتشر شده‌اند، در صنعت معدن استرالیا مورد توجه قرار گرفته‌اند و در نیوزلند مورد توجه قرار گرفته‌اند. بیش از ۱۴۰ کامیون کمپرسی Tier4 Final در سراسر عملیات جهانی فروخته شده است و از زمان عرضه تجاری آنها در سال ۲۰۱۸ تا کنون ۱٫۲ میلیون ساعت کار کرده است.

جیسون آرتور، مدیر محصول ملی کامیون‌های برقی کوماتسو، گفت: «دو الزام ما این است که نیازهای افزایش یافته مسئولیت اجتماعی شرکت را برآورده کنیم و به بهبود کارایی عملیاتی که بر حسب هزینه هر تن اندازه‌گیری می‌شود، ادامه دهیم.»

آقای آرتور یک جانباز ۲۵ ساله در صنعت معدن است. او بیشتر این زمان را صرف حمایت از کامیون‌های محرک الکتریکی با پست‌هایی در ایالات متحده، اندونزی و استرالیا و همچنین استقرار در دو پیمانکار معدنی بزرگ استرالیا کرده است. او گفت: «دو پیشرفت عمده در زندگی کاری من وجود داشته است.

اولین مورد معرفی در اواخر دهه ۱۹۹۰ واحدهای برق AC بدون جاروبک بود که توسط سیستم‌های کنترل پیشرفته که توسط فناوری نیمه‌رساناهای پرسرعت هدایت می‌شدند، امکان‌پذیر شد. تحویل DC قبلی نیاز به تعمیر و نگهداری داشت، ممکن بود در برخی مواقع غیرقابل اعتماد و محدود باشد.

دومین پیشرفت، معرفی سیستم‌های تزریق الکترونیکی فشار بالا و استفاده از فناوری کاهش انتشار مانند استانداردهای موتور Tier4 است که انتشار ذرات معلق و اکسیدهای نیتروژن (NOx) را به میزان ۹۹ درصد نسبت به قبل از بین برده است. -۲۰۰۰ سطح.”

به گفته آقای آرتور، انتشار ذرات معلق و اکسید نیتروژن از یک موتور Tier 1 از قبل از ۱۹۹۸ معادل ۲۵ واحد Tier4 فعلی است. بهبود تصاعدی بوده است. موتورهای Tier4 نسبت به محصول Tier2 که در سال ۲۰۰۴ معرفی شد، ۵ برابر کمتر از میزان انتشار PM و اکسید نیتروژن هستند.

آقای آرتور گفت گام مهم بعدی یافتن جایگزینی برای واحدهای دیزلی به طور کامل خواهد بود. تا آن زمان، پیشرفت های افزایشی ادامه خواهد داشت زیرا تولید کنندگان به بررسی هم افزایی ایجاد شده بین اجزای پردازنده برای ارائه بهبود می پردازند. آقای آرتور گفت که کاهش وابستگی اجزای انگلی به منبع برق اولیه دیزل یک مثال عمده است.

او گفت: «استفاده از سوخت، انتشار گازهای گلخانه‌ای و حتی کاهش سر و صدا همگی افزایش خواهند یافت زیرا مهندسان منابع انرژی جایگزین را در نظر می‌گیرند. “به طور سنتی، تجهیزات جانبی مانند تهویه مطبوع، کمپرسورها و هیدرولیک ها انرژی را مستقیماً از موتور دیزل می گرفتند. فن هایی که برای خنک کردن سیستم محرک الکتریکی مورد نیاز بودند، زمانی مستقیماً به موتور و موتور دیزل متصل می شدند. اکنون آنها از سیستم الکتریکی کار می‌کنند و کنترل هوشمند این امکان را می‌دهد که مصرف برق فقط بر اساس تقاضا انجام شود و نه تمام وقت. صرفه جویی در انرژی قابل توجه است.

«نتیجه کاهش قابل توجهی در دور موتور مورد نیاز و سوختن سوخت است.
ده سال پیش، موتورهای ما برای حداکثر دور موتور ۱۹۰۰ در حالت درایو و ۱۵۰۰ دور در دقیقه در حالت ریتارد رتبه بندی می شدند.

“اکنون داشبورد-۵ واحد ما حداکثر در ۱۸۰۰ دور در دقیقه در درایو، و تنها ۸۰۰ دور در دقیقه در عقب ماندگی.”

مدیریت بار انگلی نه تنها مصرف سوخت را تا پنج درصد کاهش داد، بلکه سطوح سر و صدای کمتر ناشی از RPM کمتر به طور قابل توجهی به کاهش انرژی صوتی کمک کرد.

معادله پیچیده به این معنی است که هر کاهش اولیه ۳ دسی بل در کامیون منجر به نصف شدن سطح قدرت صدا می شود، یعنی صدایی که گوش انسان می تواند بشنود.

نیاز آینده

سیستم‌های هیبریدی، کمکی واگن برقی، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و هیدروژن همگی جایگزین‌هایی برای مدل فعلی دیزل-الکتریکی هستند. آقای آرتور گفت: “در آینده بعید است که یک منبع انرژی وجود داشته باشد.” “مشتریان ما نیازهای فردی خواهند داشت. مهم این است که تلاش کنیم و ناشناس باقی بمانیم و به تمام نیازهای مشتری خدمات رسانی کنیم.”

مشتریان ماشین آلات راهسازی کوماتسو در کانادا و فنلاند به زودی با کامیون کمپرسی ۸۳۰E-5 که اخیراً راه اندازی شده است، عملیات کمکی فعال ترولی را آغاز خواهند کرد. سیستم واگن برقی عملاً یک منبع تغذیه خارجی است، معمولاً منبع برق بالای سر، که کامیون کمپرسی به طور لحظه ای مانند ملب به آن متصل می شود.

تراموای ما معرفی آن با کمک یارانه های خارجی از سوی دولت هایی که مشتاق به پیشروی فرصت های سبز و مهار تولید برق سبز مقرون به صرفه هستند، کمک شده است.

آقای آرتور گفت: “این برای جاده های حمل و نقل دائمی مناسب است و هزینه تامین برق در مقایسه با هزینه های سوخت دیزل نسبتاً ارزان است.”

ظهور فن آوری باتری های جدید مانند لیتیوم فرصتی را برای ذخیره سازی انرژی روی برد ارائه کرده است. فن‌آوری باتری‌های قبلی، مانند باتری‌های سدیمی، به دلیل چگالی توانشان به دلیل اندازه آنها محدود شده بود و در اتصال آنها به دستگاه بسیار سخت بود.

به گفته آقای آرتور، یک سیستم هیبریدی که در آن کامیون بین انرژی دیزل و باتری سوئیچ می کند یا از هر دو استفاده می کند، یک گزینه ممکن است اما به طور کامل انتشار کربن Scope 1 را حذف نمی کند.

استفاده از یک برنامه فقط باتری تا حد زیادی به توسعه یک سیستم شارژ مجدد بستگی دارد که نیازهای برنامه های معدنی فردی را برآورده می کند. تجدید انرژی در یک زمان تجاری قابل دوام یک چالش بزرگ خواهد بود. این موضوع باعث می‌شود که استفاده از ماشین‌آلات غیرقابل قبول باشد، وقتی که هزینه هر تن، به درستی، هنوز یک عامل اصلی برای سرمایه‌گذاری در کامیون‌های بزرگ معدن است. یک راه حل انرژی که برای کاربرد مشتری مناسب باشد و همچنان انعطاف پذیری عملیاتی خاصی را ارائه دهد، باید پیدا شود.

به گفته آقای آرتور، اتخاذ یک کاربرد میکرو هیبریدی ممکن است منجر به کاهش ظرفیت مکعب موتور دیزلی کامیون شود. پذیرش آن به ذخیره باتری کافی در کشتی و برآورده شدن الزامات پیچیده سیستم خنک کننده بستگی داشت.

شارژ مجدد در حین کار به یک سیستم کنترلی نیاز دارد که در آن انرژی الکتریکی تولید شده در اثر عقب ماندگی ترمز، برای استفاده مجدد به عنوان انرژی به باتری های سوار برگردانده می شود. سیستم شارژ نیاز به خنک کننده را افزایش می دهد.

آقای آرتور گفت که هیدروژن بدون انتشار همچنان توسط بسیاری از اپراتورها به عنوان منبع سوخت آینده در نظر گرفته می شود. چالش های ذخیره سازی داخلی، زنجیره تامین و تحویل زیرساخت وجود دارد. اما یک نکته مثبت اساسی در بازار وجود دارد که این منبع انرژی انعطاف‌پذیری مورد نظر استخراج‌کنندگان را فراهم می‌کند و این تصمیم وجود دارد که به عنوان یک انرژی جایگزین برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه

کامیون‌های خودمختار که بیش از ۱۰ سال پیش توسط ماشین آلات راهسازی کوماتسو در استرالیا راه‌اندازی شدند، بهبود عملیاتی و کارایی هزینه را افزایش می‌دهند.

به گفته آقای آرتور، کامیون‌های کوماتسو خودران بیش از ۳ میلیارد تن مواد را در سراسر جهان حمل کرده‌اند و بازدهی تا ۱۰ درصد را نشان داده‌اند.

ماشین آلات راهسازی کوماتسو همچنین GPS با دقت بالا و راه‌حل‌های فناوری جمع‌آوری داده‌های دارایی را ارائه می‌کند که مکمل محصولات مستقل آن‌ها است. آنها به استخراج کنندگان در بررسی حفاری، مدل های حفاری و حمل و نقل مستقل کمک می کنند تا نرخ استخراج را به حداکثر برسانند و جابجایی مواد زائد را به حداقل برسانند.