建築機械的未來：電動驅動器與液壓驅動器
去年，山貓在 ConExpo 上推出了 T7X 小型履帶式裝載機，它的不同之處不僅在於它是電動的。
更不尋常的是，這型機器還取消了液壓驅動器，轉而採用電動驅動器，從而製造出的山貓聲稱世界上第一台全電動緊湊型履帶式裝載機。
這實際上並不是山貓首次推出全電動設備——T7X 是繼 S7X 之後推出的，山貓公司聲稱 S7X 是世界上第一台全電動滑移裝載機。
這家美國原始設備製造商並不是唯一一家關注電動驅動器製造全電動設備潛力的公司。
2022年，小松發表了一篇技術論文，研究一款全電動迷你挖土機，以電動馬達取代柴油發動機，所有驅動器均採用電動馬達。同年，它在德國 Bauma 展會上展示了一款由穆格公司設計和製造的全電動緊湊型輪式裝載機原型。
A first look at Komatsu’s remote-controlled electric concept excavator
有什麼優點？
在現今各種建築設備都採用液壓驅動機構的情況下，為什麼要改用電動驅動機構呢？它們是否會成為未來建築機械上更常見的景象？
也許對他們有利的最大論點之一是他們更有效率。液壓驅動器可能會造成大量能量損失，而全電動可以提高機器的整體效率，如果是電力驅動的話，這有助於延長電池壽命。小松的全電動小型挖土機研究發現，與傳統液壓小型挖土機相比，系統效率從 30% 提高到 57%。
正如小松的研究指出的那樣，還有其他優點，包括取消液壓油，這使得機器更加環保，並且更加安靜。
正如山貓公司全球創新副總裁 Joel Honeyman向《Construction Briefing》指出的那樣，支持電動驅動器的另一個論點是精確度。
「當汽車開始推進電氣化時，我們看到了零件的許多進步。當我們研究這些組件時，無論是執行器還是驅動器，您都會獲得很多反饋和位置方面的信息，而這是液壓系統不一定能獲得的，」他解釋道。
「您可以獲得有關驅動器本身的當前負載的反饋，還可以獲得驅動器位置的反饋，多年來這一直是液壓系統的技術挑戰 - 始終知道位置在哪裡，」他補充道。
操作者的角度
霍尼曼斷言，從操作員的角度來看，他們不太可能注意到全電動機器的外觀或其操作方式與柴油液壓機器相比的重大差異。
但它確實有潛力提供更高的準確性和反應能力。
這種響應能力也可以更容易控制。 「我們有不同的設置，您可以將其放置在車輛上，並且我們可以立即更改這些設置，以使其或多或少響應取決於操作員的技能水平-液壓系統無法做到這一點，」他說。
電動驅動器可以引入液壓不一定能適應的新功能。
「我們在機器上安裝了一項功能，如果您單擊按鈕，它會自動非常用力地搖出桶。傾斜驅動器移動得非常快才能實現這一點，而液壓系統則無法做到這一點。電動推桿的另一個新功能是自動調平鏟斗。 「我們始終知道氣缸的位置，因此我們可以自動調平鏟斗，而無需額外的硬件，」他說。
電動驅動器提供的更廣泛的回饋也使山貓能夠引入安全功能。 「一旦鏟斗在裝載機上一路滾出，它就可能處於容易損壞的位置。因此，一旦處於該位置，我們就會限制驅動馬達的電流，以防止損壞機器。
Bobcat’s S7X all-electric skid-steer loader (Image courtesy of Bobcat)
有什麼限制？
儘管如此，電動執行器目前的能力還是有限的，特別是線性執行器可以施加的力。
這意味著具有線性驅動器的大型設備（例如挖掘機）的液壓缸可能需要一段時間才能被電動驅動器取代。
電動驅動器往往還佔用更多空間，這使得將它們安裝到機器上更具挑戰性。
「如今，液壓缸非常緊湊。使用電動驅動時，您需要一些輸入才能移動它。就我們的裝載機而言，這是一個滾珠螺桿執行器，上面有一個單獨的電機，因此包裝更大，」霍尼曼說。 「這是當今的挑戰之一，但液壓技術在很多年前就解決了這個問題-它們已經存在很長時間了，並且已經過優化。但隨著時間的推移，汽車行業正在繼續將更多技術引入這一領域，我認為我們將看到更多的解決方案。
就目前情況而言，該技術也比經過測試和常用的液壓解決方案更昂貴。
“只是觸及皮毛”
儘管如此，霍尼曼還是看到了電動驅動器的光明前景。 「我認為我們只是觸及了皮毛」他說。
「我們的許多傳統液壓供應商現在開始致力於電動驅動類型的組件解決方案。液壓供應商已經意識到這可能是新的未來，即使在柴油引擎上也有很多優勢。這意味著組件可用性正在變得更好。
「我也會很快提醒人們，不一定非得是全電動汽車才能利用電動驅動和電動驅動方面即將推出的一些技術。我們開始看到[柴油引擎]的各種交叉和相似之處，不僅在建築領域，而且在農業領域。
雖然全電動機器通常尚未投入商業使用，但山貓的 T7X 已經開始下線，Sunbelt Rentals 成為第一個購買新機器的客戶，這可能表明更多採用該技術的機器將投入使用未來將推向市場。
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