Coraz więcej firm promuje przejście z siłowników hydraulicznych na elektrosiłowniki, takie rozwiązanie ma gwarantować większą wydajność i precyzję w porównaniu do siłowników hydraulicznych.

W 2023 roku marka Bobcat prezentowała w pełni elektryczną ładowarkę TX7. Maszyna miała jednak jedną istotną różnicę w porównaniu do innych sobie podobnych: zamiast silnika apędzającego pompy hydrauliczne posiadała elektrycznie zasilane siłowniki poruszające ramieniem z łyżką.

Podobne rozwiązania można oglądać coraz częściej – na tegorocznych targach Bauma również nie zabrakło koparki poruszającej się bez hydrauliki. Japońska firma Nabtesco, opracowująca rozwiązania z zakresu elektryfikacji wykorzystującej nowoczesne elektrosiłowniki, zaprezentowała swoją sterowaną zdalnie maszynę, poruszającą się całkowicie bez pomocy układu hydraulicznego.

Wygląda na to, że wraz z nadejściem elektryfikacji, podejście do mechanizmów poruszających elementami maszyn ulega stopniowej zmianie.

Korzystne elektrosiłowniki

Wdrożenie układów hydraulicznych było w swoim czasie prawdziwym przełomem w mechanizacji prac. Historycy twierdzą, że pierwsze urządzenia wykorzystujące siłę niesioną przez ciecze znano już w III wieku przed Chrystusem. Mowa o kole poruszanym ciekiem wodnym.

Oczywiście urządzenia tego rodzaju mają bardzo daleką drogę do współczesnych, znacznie bardziej skomplikowanych układów. O nowoczesnej hydraulice można mówić od momentu wynalezienia prasy hydraulicznej w 1795 roku przez Josepha Bramaha. Posiadała cylinder generujący siłę sprężającą, co otworzyło drogę do dalszych zastosowań. Niestety, tak samo jak pod koniec XVIII wieku, jak obecnie, tego rodzaju mechanizmy mają szereg wad, których siłowniki elektryczne nie mają.

Przede wszystkim mowa o potencjalnych wyciekach. Przewody hydrauliczne muszą mieć miejsca połączeń pomiędzy odcinkami elastycznymi i sztywnymi, w których łatwo powstają nieszczelności (każdy doświadczony operator z pewnością miał z tym do czynienia). Przewody muszą też którędyś przebiegać i być w miarę dostępne dla serwisantów, co powoduje, że bywają narażone na mechaniczne uszkodzenia. W takiej sytuacji dochodzi do wycieku, który nie tylko przerywa pracę, ale jest szkodliwy dla środowiska i potencjalnie niebezpieczny dla ludzi. A skoro mowa o środowisku, wypada również wspomnieć o niewielkiej emisji hałasu przez urządzenia elektryczne.

Układy hydrauliczne są też stosunkowo wymagające pod względem serwisowym. Wymagają regularnych kontroli i wymian płynu, co oczywiście przekłada się na denerwujące przestoje.

Warto też zwrócić uwagę na potężną różnicę w objętości i masie porównywanych układów. Do działania, hydraulika wymaga zbiornika płynu, układu zaworów i pomp, sterownika, przewodów i siłowników. Tymczasem całość elektrycznego układu to bateria, sterownik, przewody elektryczne i siłowniki. Zatem w przeciwieństwie do sektora samochodów osobowych, w świecie maszyn roboczych elektryki mogą okazać się lżejsze od tradycyjnych maszyn hydraulicznych.

Co więcej, maszyny z układami hydraulicznymi przestają spełniać oczekiwania użytkowników względem precyzji działania. Powyższe problemy można wykluczyć, korzystając z elektrycznych siłowników.

Wydajność czystego prądu

Jak informuje firma Nabtesco, jej inżynierowie zdołali opracować pierwszą na świecie w pełni elektryczną koparkę. Zastąpili w niej hydraulikę elektrycznymi siłownikami, argumentując takie posunięcie dużą energochłonnością zasilanego prądem układu hydraulicznego, a także jego niską efektywnością energetyczną. W praktyce oznacza to, że w przeliczeniu na zużyty prąd, silnik elektryczny wykonuje większą pracę niż jego odpowiednik hydrauliczny. Koparka Nabtesco wymaga dzięki temu mniejszych baterii.

Bardzo podobną argumentację usłyszeliśmy od przedstawiciela działu badań i rozwoju Bobcata podczas dni otwartych w 2023 roku. Do podnoszenia ramienia i poruszania osprzętem w ładowarce TX7 służą siłowniki śrubowo kulowe z napędami elektrycznymi. Jedynym płynem eksploatacyjnym jest chłodziwo, nie ma oleju ani paliwa. Efektywny czas pracy po pełnym naładowaniu to cztery godziny.

– Ludzie pytając o tę maszynę dziwią się często: dlaczego tylko cztery? Pamiętajmy, że kiedy nie jedziemy ani nie poruszamy ramieniem, to T76 nie zużywa prawie wcale energii. Biorąc pod uwagę, że żadna maszyna nie pracuje 100 procent czasu, okazuje się, że cztery godziny w zupełności wystarczą na cały dzień na placu budowy – wyjaśniał Vijayshekhar Nerva, szef działu innowacji Bobcat EMEA.

Michał Procner

Fot.: Lasmedia

To jedynie fragment artykułu, który ukazał się na łamach drugiego numeru Robocze NEWS w 2025 roku. Zaprenumeruj czasopismo, by regularnie otrzymywać wiadomości z branży roboczej prosto pod drzwi!