كيف أصبحت التكنولوجيا الهجينة لآلات البناء المفضلة الجديدة في هذه الصناعة؟ （الجزء ⅱ）

المنتجات الهجينة الرائدة في السوق

Zoomlion Zat2200ve 863

من منظور نظام الطاقة ، تعتمد Zat2200VE 863 نظام محرك مزدوج من الزيت والكهرباء ، مزود بمحرك الوقود Weichai WP12 ومولد ذي قوة عالية 170 كيلو وات ، إلى جانب طاقة كاتل 73.5kww و 170 كيلو واط عالي الطاقة ، مع طاقة إخراج 360 كيلو وطنية للغاية. في العمليات العملية ، سواء كانت ترفع معدات كبيرة أو تعمل في ظروف التضاريس المعقدة ، يمكنه التعامل معها بسهولة.

فيما يتعلق بوضع تشغيل الرفع ، تحتوي الرافعة على ثلاثة أوضاع: التشغيل الكهربائي الخالص ، وتشغيل المكونات ، وتشغيل توليد طاقة الوقود ، والتي يمكن أن تتكيف تمامًا مع مختلف ظروف العمل وسيناريوهات التطبيق. في وضع التشغيل الكهربائي الخالص ، يمكن للمعدات أن تعمل بشكل مستقل على البطارية لمدة 8 ساعات ، وهو أمر مفيد للغاية لبعض مشاريع البناء الحضرية أو سيناريوهات التشغيل الداخلي مع متطلبات الانبعاثات الصادقة ، مما يحقق عملية انبعاث صفر. أثناء تشغيل وضع المكون الإضافي ، يمكن أن تتقاضى طاقة AC الخارجية 380V الشحن البطارية على متن الطائرة ، مما يزيد من وقت تشغيل الجهاز. عندما تكون البطارية منخفضة أو لا يمكن توصيلها في الموقع ، فإن محرك الوقود في الهيكل يدفع المولد لتوليد الكهرباء لتوفير الطاقة لعمليات الرفع ، ويتم تشغيل محرك الديزل دائمًا ضمن نطاق استهلاك الوقود الاقتصادي المتطابق مع المحرك ، مما يوفر 35 ٪ مقارنة برافعات الوقود التقليدية. وفقًا للحسابات ، فإن استخدام السيارات الكهربائية النقية للعمليات على متن الطائرة يوفر أكثر من 100000 يوان في تكاليف الوقود السنوية مقارنةً بالمركبات من نفس الحمولة ، مما يدل على الأداء المتميز لتوفير الطاقة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يصل الذراع الرئيسي لـ Zoomlion Zat2200ve 863 إلى امتداد كامل قدره 85 مترًا ، مع قدرة رفع أقصى قدرها 7.2 طن والأداء المتفوق. بالمقارنة مع الرافعات الكهربائية الهجينة والمصحة النقية التي تم إطلاقها محليًا ودوليًا ، والتي تتركز في فئة 25- ton ، زادت حمولةها بحوالي 10 مرات ، حيث وصلت إلى فئة 220 طن ، وتلبية احتياجات البناء الهندسي على نطاق واسع.

XCMG XE650GK HEV

من حيث الواجبات المنزلية الفعالة والموثوقة ، يؤدي XE650GK HEV بشكل ممتاز. تم تحسين نظام الطاقة الخاص به بعناية ، حيث يعمل المحرك والمحرك الكهربائي معًا لتوفير إنتاج طاقة مستقر وقوي في ظروف عمل معقدة مثل المناجم. سواء أكان ذلك حفر الصخور الصلبة أو إجراء عمليات ترابية واسعة النطاق ، فإنه يمكن أن يكمل المهام بكفاءة ، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة التعدين.

من حيث الحفاظ على الطاقة والحد من الانبعاثات ، فإن حفارة الهجين هذا التعدين هذا له مزايا كبيرة. بالمقارنة مع حفارات التعدين التقليدية ، فإنه يقلل بشكل فعال من استهلاك الوقود وانبعاثات العادم من خلال التكنولوجيا الهجينة. وفقًا لشان زنغهاي ، يمكن أن يوفر كبير المهندسين ونائب رئيس آلات XCMG ، باستخدام التكنولوجيا الهجينة ما يقرب من 300000 يوان في تكاليف الاستخدام السنوية لمنتجات الحفريات مع حمولة قدرها 65 طن أو أكثر. هذا لا يقلل من تكاليف التشغيل لمؤسسات التعدين فحسب ، بل يتوافق أيضًا مع الاتجاه الحالي لبناء التعدين الأخضر ، مما يساعد على تقليل التلوث البيئي.

من منظور تطبيق السوق ، تم تطبيق XE650GK HEV في مشاريع تعدين متعددة وحصل على تقدير كبير من العملاء. في موقع الحدث ، عقدت XCMG Excavator أيضًا حفل توقيع التعاون الاستراتيجي مع عملاء التعدين المعروفين في Guizhou. سيقوم الجانبان بالتعاون المتعمق في حقول حفر صخور التعدين والتعدين الأخضر ، ويعزز بشكل مشترك بناء الألغام الخضراء. صرح العميل أن الإنتاج الناجح لـ XE650GK HEV لا يوفر ضمانات قوية للتقدم السلس للمشروع ، ولكن أيضًا يضيف المعدات الأساسية إلى بناء التعدين الخضراء الوطني.

الملازم YX670HEV

في التطبيقات العملية ، يعد أداء YX670HEV مثيرًا للإعجاب للغاية. تصل سعة التحميل المقدرة إلى 6800 كجم ، والوزن العام الإجمالي هو 22450 كجم ، ومدى سعة الجرافة هو 3. 0-6. إن قدرتها القوية الحاملة للحمل تجعلها مناسبة لمختلف الظروف الشاقة. اعتماد بنية حركية مزدوجة ، تم تحقيق تحكم مستقل للأنظمة المشي والهيدروليكية ، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة وجعل اللودر أكثر كفاءة في الطاقة أثناء التشغيل. من خلال استراتيجية تحكم فريدة من نوعها ، يتم تقليل استهلاكه للوقود بشكل كبير مقارنةً بوادر الديزل من نفس الحمولة ، بمعدل توفير للوقود يزيد عن 30 ٪.

من حيث الذكاء ، يتمتع YX670HEV أيضًا بأداء رائع. لديها وظيفة ذكية مضادة للانزلاق ، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال المحمل من الانزلاق على المنحدر من خلال أجهزة الاستشعار المتقدمة ونظام التحكم ، مما يحسن سلامة التشغيل. كما أنه مزود بنظام مراقبة العملية وتذكير التشخيص ، والذي يمكنه مراقبة حالة تشغيل الجهاز في الوقت الفعلي ، واكتشاف المستخدمين وتذكيرهم بالتعامل مع الأعطال المحتملة في الوقت المناسب ؛ يمكن لنظام استعادة الطاقة الاستفادة الكاملة من الطاقة الناتجة أثناء الكبح ، وتحسين كفاءة استخدام الطاقة ، في حين أن نظام التحكم في درجة الحرارة الذكي يضمن أن الجهاز يمكن أن يحافظ على تشغيل مستقر في البيئات القاسية.

تم اختيار المحمل الكهربائي Hybrid Hybrid Hybrid Hybrid Ensignen المذهل كأول قائمة منتجات للمعدات الفنية في مقاطعة شاندونغ لعام 2024. في تطبيق مصنع غسل الفحم في Ordos ، فإن استهلاك الوقود للوحد في ظل ظروف الحمل الثقيلة هو حوالي 12 لترًا/ساعة ، والتي يمكن أن توفر ما لا يقل عن 10 ليتر/ساعة مقارنةً بالديزلات المحمولة. أشاد المستخدمون أيضًا بمزاياه مثل مساحة القيادة الكبيرة ، وانخفاض الضوضاء ، وتأثير الختم الجيد.

مزايا وتحديات التكنولوجيا الهجينة

تحسن كبير في الأداء البيئي: أثناء تشغيل آلات البناء الهجينة ، يمكن للمحرك الكهربائي أن يعمل بشكل مستقل في ظل ظروف تشغيل معينة ، مما يقلل من استهلاك الوقود وانبعاثات العادم للمحرك. بالمقارنة مع آلات هندسة الوقود التقليدية ، يمكن للآلات الهندسية الهجينة أن تقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 20 ٪ -50 ، وتقليل انبعاثات الملوثات مثل أكاسيد النيتروجين (Nox) والمواد الجسيمية (PM) بشكل كبير. هذا له أهمية كبيرة لتحسين جودة الهواء والحد من التلوث البيئي ، وخاصة في السيناريوهات مع متطلبات الانبعاثات الصارمة مثل البناء الحضري والبناء الداخلي ، حيث تكون المزايا البيئية للآلات الهندسية الهجينة أكثر بروزًا. على سبيل المثال ، في بناء المترو في المناطق الحضرية ، يمكن أن يؤدي استخدام آلات نفق الدرع الهجين إلى تقليل انبعاثات العادم بشكل فعال من مواقع البناء وتقليل التأثير على السكان المحيطين والبيئة.

التخفيض الفعال للتكاليف الاقتصادية: من ناحية ، تعمل آلات البناء الهجينة على تحسين كفاءة استخدام الطاقة وتقلل من استهلاك الوقود عن طريق استرداد طاقة الكبح وتحسين نطاقات تشغيل المحرك ، مما يقلل من تكاليف التشغيل. مع أخذ محمل مختلط معين كمثال ، تم تخفيض استهلاك الوقود بنسبة 15 ٪ -25 مقارنة مع اللوادر التقليدية من نفس النوع. يتم حسابه على أساس 2000 ساعة من التشغيل سنويًا وسعر الوقود الذي يبلغ 6 يوان/لتر ، يمكن أن يوفر حوالي 20000 إلى 30000 يوان في تكاليف الوقود سنويًا. من ناحية أخرى ، مع التطوير المستمر لتكنولوجيا البطارية والخفض التدريجي للتكاليف ، ستنخفض تكلفة تشغيل آلات الهندسة الهجينة. بالإضافة إلى ذلك ، قدمت بعض المناطق سياسات دعم لآلات هندسة الطاقة الجديدة ، والتي قللت أيضًا من تكاليف الشراء للمستخدمين.

أداء أفضل: المحركات الكهربائية لها خصائص عزم الدوران العالي وسرعة الاستجابة السريعة. أثناء بدء التشغيل والتسارع والتسلق لآلات الهندسة الهجينة ، يمكن للمحركات الكهربائية أن توفر بسرعة طاقة إضافية ، مما يؤدي إلى تحسين أداء الطاقة بشكل كبير. على سبيل المثال ، في بعض الحفارات الهجينة الكبيرة ، يعمل المحرك الكهربائي والمحرك معًا لتوفير ناتج طاقة أقوى وتحسين كفاءة العمل في ظل ظروف الحمل الثقيلة مثل حفر الصخور الصلبة. علاوة على ذلك ، يمكن للأنظمة الهجينة تحقيق التحكم أكثر دقة في الطاقة ، مما يجعل تشغيل المعدات أكثر سلاسة وأكثر دقة ، مما يقلل من الاعتماد على مهارات المشغل ، وتحسين سلامة وجودة العمليات.

واجهت التحديات الحالية

مشكلة التكلفة: تكلفة تصنيع آلات الهندسة الهجينة مرتفعة نسبيًا ، ويرجع ذلك أساسًا إلى المحتوى التقني العالي وعمليات الإنتاج المعقدة للمكونات الرئيسية للنظام الهجين ، مثل البطاريات والمحركات ووحدات التحكم ، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف المشتريات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاستثمار في البحث والتطوير في آلات الهندسة الهجينة كبيرة نسبيًا ، وسيتم مشاركة هذه التكاليف أيضًا بين أسعار المنتجات. مع بعض الرافعة الشوكية المختلطة كمثال ، يكون سعره 20 ٪ -30 ٪ من الشوكة التقليدية لنفس الحمولة ، مما يجعل بعض المستخدمين الحساسين للأسعار يتردد في اختيار وتقييد تعزيز السوق لآلات البناء المختلطة.

صعوبة في القدرة على التحمل والشحن: على الرغم من أن آلات البناء الهجينة تجمع بين مصادر الطاقة والكهرباء للوقود ، إلا أن القدرة على التحمل لا تزال محدودة بسبب سعة البطارية في الوضع الكهربائي الخالص. بالنسبة لبعض ظروف العمل التي تتطلب تشغيلًا مستمرًا طويل الأجل ، مثل التعدين ومواقع البناء الكبيرة ، قد يكون الشحن المتكرر أو استبدال البطارية ضروريًا ، مما يؤثر على كفاءة الجهاز. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البناء الحالي للبنية التحتية الشحن متخلف نسبيًا ، وفي بعض المناطق النائية أو مواقع البناء ، هناك نقص في مرافق الشحن ، والتي تجلب إزعاجًا لاستخدام الآلات الهندسية المختلطة. حتى في المدن ، فإن تخطيط محطات الشحن غير معقول بما فيه الكفاية ، وسرعة الشحن بطيئة ، والتي لا يمكن أن تلبي الطلب على الشحن السريع للمعدات.

النضج التكنولوجي والموثوقية: على الرغم من أن التكنولوجيا الهجينة حققت نتائج معينة في مجال آلات البناء ، إلا أن نضجها التكنولوجي لا يزال يتعين تحسينه مقارنة بتكنولوجيا الوقود التقليدية. استراتيجية التحكم في الأنظمة الهجينة معقدة نسبيًا ، وتتطلب تنسيقًا دقيقًا لحالات العمل بين المحرك والمحرك الكهربائي والبطارية ، ويتطلب ثباتًا وموثوقية عالية لنظام التحكم. في الاستخدام العملي ، نظرًا لظروف العمل المعقدة والمتغيرة ، قد يواجه النظام الهجين بعض العيوب ، مثل ارتفاع درجة الحرارة في البطارية ، وفشل المحرك ، وما إلى ذلك ، مما يؤثر على التشغيل العادي للمعدات. علاوة على ذلك ، هناك العديد من العلامات التجارية والنماذج لآلات البناء المختلطة في السوق ، مع مستويات متفاوتة من الخبرة التقنية ، والتي تشكل مخاطر معينة للمستخدمين في عملية الاختيار والاستخدام.

صعوبات نقص المواهب وصيانتها: تتضمن آلات الهندسة الهجينة التكنولوجيا في مجالات متعددة مثل الميكانيكية والكهربائية والإلكترونية ، والتي تتطلب جودة مهنية عالية من موظفي الصيانة. ومع ذلك ، هناك حاليا نقص في المواهب المهنية ذات الصلة في هذه الصناعة. يتمتع معظم موظفي الصيانة بخبرة غنية في إصلاح آلات هندسة الوقود التقليدية ، ولكن لديهم فهم محدود للتكنولوجيا الهجينة ويفتقرون إلى المهارات والمعرفة لإصلاح آلات الهندسة الهجينة. هذا يجعل من الصعب على موظفي الصيانة أن يقوموا بسرعة ودقة بتشخيص وإصلاح فشل المعدات ، وزيادة تكاليف التوقف والصيانة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أنواع مختلفة من المكونات في الآلات الهندسية المختلطة ، وبعضها لديه عالمية سيئة ، مما يجلب أيضًا بعض الصعوبات في أعمال الصيانة.

آفاق مستقبلية

التنبؤ باتجاه الاختراق التكنولوجي

ابتكار تكنولوجيا البطاريات: في المستقبل ، من المتوقع أن تحقق تكنولوجيا البطارية اختراقات كبيرة. سيصبح البحث وتطوير بطاريات الكثافة عالية الطاقة محور تركيز. من خلال تبني مواد جديدة وتصميمات بنية البطارية المبتكرة ، مثل بطاريات الحالة الصلبة ، وبطاريات كبريت الليثيوم ، وما إلى ذلك ، من المتوقع أن تحسن بشكل كبير من كثافة الطاقة للبطاريات ، مما يتيح الآلات الهندسية الهجينة لتخزين المزيد من الطاقة تحت حجم البطارية والوزن ، وبالتالي تمديد نطاق المعدات في الوضع الكهربائي النقي. عند أخذ بطاريات الحالة الصلبة على سبيل المثال ، فإنها تستخدم شوارد الحالة الصلبة بدلاً من الشوارد السائلة التقليدية ، والتي لها كثافة طاقة أعلى ، وسلامة أفضل ، وعمر دورة أطول. بمجرد تطبيقها على نطاق واسع ، سوف يحسن بشكل كبير من أداء آلات الهندسة المختلطة.

تحسين استراتيجية التحكم: مع التطوير المستمر للتقنيات مثل الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة وإنترنت الأشياء ، ستصبح استراتيجية التحكم في آلات الهندسة الهجينة أكثر ذكاءً وصقلًا. من خلال جمع البيانات في الوقت الفعلي حول حالة العمل ، وظروف التشغيل ، ومستوى البطارية للمعدات ، يتم استخدام الخوارزميات والنماذج المتقدمة لتحسين تخصيص الطاقة بين المحرك والمحرك الكهربائي والبطارية ، وتحقيق تحكم أكثر دقة ، وتحسين كفاءة استخدام الطاقة ، وتقليل تكاليف تشغيل المعدات. على سبيل المثال ، يمكن أن تعدل استراتيجيات التحكم الذكية القائمة على التعلم الآلي تلقائيًا وضع العمل للأنظمة الهجينة وفقًا لظروف العمل المختلفة ومتطلبات الوظائف ، بحيث تحافظ الجهاز دائمًا على حالة التشغيل المثلى.

ابتكار تكامل النظام المختلط: في المستقبل ، ستولي التكنولوجيا الهجينة مزيدًا من الاهتمام لابتكار تكامل النظام ، وتحسين العمل المطابق والتعاون بين المكونات مثل المحرك ، والمحرك الكهربائي ، والبطارية ، وما إلى ذلك ، لتحقيق تحسين الأداء في النظام الهجين بأكمله. قد يتضمن ذلك طرق نقل الطاقة الجديدة وأنظمة إدارة الطاقة والابتكار في بنية النظام لتحسين موثوقية النظام واستقراره وكفاءته. على سبيل المثال ، يمكن أن يحقق اعتماد تقنية القيادة التعاونية متعددة المحركات توزيعًا أكثر مرونة في الطاقة وكفاءة القيادة أعلى ؛ تطوير نوع جديد من نظام استرداد الطاقة الذي يمكن أن يتعافى بشكل أكثر فعالية واستخدام طاقة الكبح ، وزيادة تحسين كفاءة استخدام الطاقة.

تحليل اتجاه تطوير السوق

تستمر حصة السوق في الارتفاع: مع زيادة الوعي بحماية البيئة ومتطلبات الانبعاثات الصارمة بشكل متزايد للسياسات واللوائح ، من المتوقع أن تستمر آلات الهندسة الهجينة في توسيع حصتها في السوق بسبب مزاياه في حماية البيئة والحفاظ على الطاقة. خاصة في المناطق والصناعات ذات المتطلبات البيئية العالية ، مثل عمليات البناء الحضرية وعمليات الموانئ ، سيتم استخدام آلات الهندسة الهجينة على نطاق أوسع. من المتوقع أنه في السنوات القادمة ، سيحافظ سوق آلات البناء الهجينة العالمي على معدل نمو مرتفع وستستمر حصتها في السوق في الزيادة.

تتوسع حقول التطبيق باستمرار: بالإضافة إلى الحقول الحالية مثل البناء والتعدين والموانئ ، سيتم أيضًا تطبيق آلات الهندسة الهجينة في المزيد من الحقول. على سبيل المثال ، في مجال الزراعة ، يمكن للآلات الزراعية المختلطة تلبية الاحتياجات المزدوجة للسلطة وحماية البيئة للعمليات الزراعية ؛ في مجال الخدمات اللوجستية ، يمكن أن تقلل المعدات مثل الشوكة الهجينة والجرارات من تكاليف التشغيل وتحسين الكفاءة اللوجستية. مع تطوير التكنولوجيا وتقليل التكاليف ، ستستمر سيناريوهات التطبيق في آلات الهندسة الهجينة في إثراءها ، مما يفتح مساحة أوسع لتطوير الصناعة.

تكثيف المنافسة والترقية الصناعية: سوف تجذب الطلب المتزايد على آلات الهندسة الهجينة في السوق المزيد من المؤسسات لدخول هذا الحقل ، وستصبح مسابقة السوق أكثر كثافة. ستزيد المؤسسات من استثماراتها في أبحاث التكنولوجيا وتطويرها ، وابتكار المنتجات ، والتوسع في السوق لتعزيز قدرتها التنافسية. سيؤدي ذلك إلى تسريع التقدم التكنولوجي والترقية الصناعية في الصناعة بأكملها ، مما يعزز تطوير آلات الهندسة الهجينة نحو أعلى الأداء ، وتكلفة أقل ، وزيادة الذكاء. في الوقت نفسه ، قد يزداد توحيد الصناعة وعمليات الدمج والاستحواذ أيضًا ، وسوف يزيد تركيز السوق تدريجياً ، مما يشكل مجموعة من مجموعات المؤسسات الكبيرة ذات القدرة التنافسية القوية.

خاتمة

نظرًا لأن القوة الدافعة الأساسية للتحول الأخضر والتنمية المبتكرة في الصناعة ، فقد أظهرت التكنولوجيا الهجينة في آلات البناء مزايا كبيرة في حماية البيئة والاقتصاد والأداء. على الرغم من مواجهة العديد من التحديات مثل التكلفة ، والتحمل ، والنضج التكنولوجي ، ونقص المواهب ، فإن آفاقه التنموية واسعة للغاية مع الاختراقات التكنولوجية المستمرة ونضج السوق التدريجي. في المستقبل ، من المتوقع أن تحرز التكنولوجيا الهجينة تقدمًا كبيرًا في ابتكار تكنولوجيا البطاريات ، وتحسين استراتيجية التحكم ، وابتكار تكامل نظام الطاقة المختلط. ستستمر حصتها في السوق في الارتفاع وستستمر مجالات تطبيقها في التوسع. يجب على الممارسين والباحثين وصناع السياسات ذات الصلة في صناعة آلات البناء العمل معًا لزيادة استثمارات البحوث والتنمية ، وتحسين دعم السلسلة الصناعية ، وتنمية المواهب المهنية ، وخلق بيئة مواتية لتطوير التكنولوجيا الهجينة. نحن نعتقد أنه مع الاهتمام المشترك والدعم من جميع الأطراف ، ستقود التكنولوجيا الهجينة لآلات البناء هذه الصناعة نحو مستقبل أكثر خضرة وأكثر كفاءة وذكية ، مما يقدم مساهمات أكبر في بناء البنية التحتية العالمية والتنمية المستدامة.