Uutiset

Työkoneet

Komatsu HB 215 LC Hybrid – vihreämpi tulevaisuus on jo täällä

Komatsun hybridijärjestelmä toimii seuraavanlaisesti. Sähkömoottori / -generaattori ylävaunun käännössä muuttaa hidastusvoiman sähköenergiaksi. Syntynyt energia varastoidaan kondensaattoriin.

Kondensaattorin etu akkuihin verrattuna on ylivertaisessa reagointinopeudessa, jota tarvitaan kuormituksen äkkinäisissä muutoksissa.

Kondensaattori kykenee luovuttamaan energian välittömästi eteenpäin; joko hydraulipumppua pyörittämään tai takaisin käännön moottorille. Kääntömoottorin ja hydraulipumpun sähkömoottori/generaattorin kahden suuntainen käyttöjännite on 550 volttia (AC). Tämä jännite muutetaan taajuusmuuntajan kautta 300 voltin DC-kondensaattorille varastoitavaksi.

Moottorin ja hydraulipumpun välissä on vauhtipyörään integroitu moottori/generaattori, joka myös lataa kondensaattorin silloin, kun kääntöä ei käytetä. Se myös hyödyntää käännöltä tulevaa sähköenergiaa antamalla lisäenergiaa hydraulipumpun pyörittämiseen. Dieselmoottorin kierrosten kiihdytysvaiheessa hyödynnettävä, korvaava sähköenergia vähentää polttoaineen kulutusta. Ja tietenkin myös päästöjä.

Komatsun hybridijärjestelmässä ei siis ole hitaasti ladattavia ja hukkalämpöä tuottavia akkuja. Ne on korvattu nopealla kondensaattorilla, jonne sähkövirta varastoituu. Suuri määrää sähköenergiaa on nopeasti vastaanotettavissa ja luovutettavissa ilman lämpöhäviöitä. Ja koska kondensaattorissa ei tapahdu kemiallista reaktiota, toisin kuin akuissa, on se täysin huoltovapaa. Kaikkiin hybridikomponentteihin valmistaja lupaakin neljän vuoden tai 10000 tunnin takuun.

Energian kulkemista järjestelmässä voi halutessaan seurata ohjaamon näyttöpanelista.

Muuttuvat kierrokset

Miten tuo kaikki poikkeava teknologia sitten näkyy, kuuluu ja tuntuu kaivuvivuissa ja kuljettajan paikalla? Hallinnaltaan tai edes hallintalaitteiltaan Hybridi ei poikkea normaalista mitenkään. Kuljettajan ei tarvitse tehdä mitään erikoistoimenpiteitä hydridin takia – ainoastaan tarttua vipuihin ja aloittaa kaivaminen.

Koska järjestelmä säätää automaattisesti moottorin kierroslukua kaivettaessa, herättää ylös alas sahaava moottori ensin ihmetystä. Perinteisestihän äreä moottorin ääni ja korkeat kierrokset yhdistetään voiman tunteeseen. Myös koneen ulkopuolella monet höristänevät korviaan ja ihmettelevät poikkeavaa käyntiääntä.

Mikäli tämä häiritsee keskittymistä aluksi, kannattaa vaikkapa radiota säätää hieman kovemmalle. Ovien ja ikkunoiden kiinni pitäminen sulkee ulkopuolisen äänen myös tehokkaasti pois. Kaivamiseen ja hydrauliikan toimintaan moottorin vaihtelevilla kierroksilla ei ole mitään merkitystä.

Uutta kuljettajaa kannattaakin opastaa hybridin toimintaperiaatteeseen ja kehottaa keskittymään kauhan liikkeisiin ja hydrauliikkaan – ei moottorin käyntiin tai kierroksiin. Kierroksiaan itsestään muuttavaan dieselmoottoriin on siis vain totuttava.

Perusmallistossa painoltaan, suoritusarvoiltaan ja ulottuvuuksiltaan Hybridi vastaa mallia PC210LC-8, johon vertailua myös Komatsun omissa dokumenteissa tehdään. Muistettava on, että Hybridi version moottori on nelisylinterinen, kun PC210LC-8:ssä sylintereitä on kaksi enemmän. Neli- ja kuusisylinterisyys jakaa sekin käyttäjäkuntaa kahteen leiriin – kuten tiedämme. Tehoero ei ole merkittävä. Ilmoitetut tehot ovat: Hybridissä 110 ja kaksisataakympissä 116 kilowattia. Tosin Hybridissä järjestelmä antaa maksimissaan n. 30KW lisätehon hetkellisesti järjestelmään.

Valmistajan suurin myyntiargumentti Hybridille ovat polttoainesäästöt. Koska hankintahinnaltaan Hybridi on noin 15 prosenttia PC210LC-8 mallia kalliimpi, on välttämätöntä, että käyttökuluissa tulee säästöjä. Luvatulla 20-30 prosentin polttoainesäästöllä hankintaan tuleekin taloudellinen  järki.

Koska polttoaineen kulutus on se tärkein hankintakriteeri, vertasimme koeajossa Hybridin kulutusta muutaman vuoden vanhaan , 10.300 tuntia ajettuun Komatsu PC210LC – 8 kaivukoneeseen. Sen saimme lainaksi maskulaiselta Maanrakennus Inkinen Oy:ltä.

Viisi työaluetta

Polttoaineen kulutusmittaus tehtiin mättämällä puolen tunnin ajan maata, maksimissaan noin 180 asteen liikeradalla puolelta toiselle.Kone seisoi maakasan päällä ja kauhalliset nostettiin telatason alapuolelta. Vertaileva mittaus vanhaan PC210:iin tehtiin vain tehokkaimmalla työalueella.

Suurimmalla osalla työmaista ja työtehtävistä kone käy välillä tyhjäkäynnillä tai on jopa sammutettuna jonkin aikaa. Tarkan vertailulukeman aikaansaamiseksi oli tehtävä työ kuitenkin oltava yhtäjaksoista ja molemmilla koneilla toistettavaa, mikä tosin antaa reilut kulutuslukemat. Itse litramäärää ei kannata tässä tapauksessa tuijottaakaan kovin tarkkaan. Mielenkiintoisin asia on Hybridin ja normaaliversion kulutuksien erotus.

Hydridissä on viisi eri työaluetta eli P (raskaat työt), E (taloudellisuus), L (nostaminen ja tarkkuutta vaativat työt), B (iskuvasaran käyttö) ja ATT (lisähydrauliikan käyttö). Lisähydrauliikka kauhanpyörittäjälle ja kallistuvalle liittimelle toimii järjestelmässä ainoastaan ATT -alueella, mutta maahantuojan mukaan siihen on tulossa muutos. Varsinkin Skandinaviassa siihen  tarvetta, sillä lisälaitteiden kuten kauhanpyörittäjien käyttö on jokapäiväistä kaikissa töissä.

Tehokkaimmalla P – kaivualueella em. tunnin jakson kulutukseksi Hybridillä saatiin kolmella kuljettajalla lukemat 16.8, 17.7 ja 18.9 litraa tunnissa. Moottorikierrokset säädettiin kahden portaan päähän täysistä. Keskiarvoksi tuli näillä asetuksilla 17,8 litraa tunnissa. Lisälaitekäyttöön tarkoitetulla ATT –työalueella mitattiin kulutushuippu tunnin aikana eli 19,7 litraa.

E –alueen käyttö pudottaa kulutusta yllättävän vähän raa’assa kaivutyössä eli mennään 15 litran tuntikulutuksen tasossa. Varsinkin puomin nosto hidastuu tällä kaivualueella, joten kapasiteetti putoaa suhteessa reilummin kuin kulutus.

P-alueen kulutukseen verrattavissa olevaksi kulutukseksi saatiin vanhalla Komatsu PC210-8 koneella 24 litraa tunnissa. Eli liikutaan valmistajan lupaamissa, noin 30 prosentin kulutuseroissa.

Kauhat koneissa olivat aika tarkasti samankokoiset. Tosin vanhassa koneessa oli pyörittäjä, jonka lisäpaino puomin päässä lisää hieman kulutusta.

Ero on kuitenkin selvä Hybridin eduksi. Vanha 210 on hieman tehokkaampi kone ja siirtää samassa ajassa enemmän maata kuin Hybridi ja kuroo näin polttoaineen kulutuksessa saatua etua kiinni paremmalla kapasiteetilla.

Todellinen tuntikulutus työmaalla riippuu tietenkin työn laadusta, materiaalin painosta ja etenkin kuljettajan työtavoista.

Komatsu HB 215 LC Hybrid oli kiertänyt jo urakoitsijoilla kokeiltavana ennen Konepörssin koeajoon tuloa. Niistä kertyneistä Komtrax-raporteista käy selville mm. koko työjakson polttoaineen kulutus.

Lukemat näkyviin

Kuten jo todettiin, ei hybridikone juuri poikkea ulkoiselta habitukseltaan tai ohjaamotiloiltaan normikoneesta. Ohjaamon leveys on 900, pituus 1600 ja korkeus 1500 millimetriä. Ovi on hartialinjassa 860 millimetriä leveä, tosin vipukonsoli raja kulkutien leveyden puoleen metriin.

Näyttöpaneli tarjoaa sitten enemmän dataa tutkittavaksi kuin vakiokoneen vastaava. Polttoaineen kulutusta voidaan tutkia takautuvasti erilaisten grafiikoiden avulla. Minuutti-, tunti-, päivä-, viikko- ja kuukausitasolta saadaan kulutuslukemat näkyviin.

Perusnäytössä näkyy myös pieni merkkivalorivi, joka esimerkiksi menee punaiselle, kun kulutus nousee liian suureksi.

Näiden tunti- ja viikkokulutuslukemien lisäksi jää perusnäyttöön kaipaamaan selvää ”litraa tunnissa” -lukemaa. Sellainen tosin löytyy hieman syvemmältä koneen järjestelmästä, mutta ei ole tarkoitettu kuljettajan jokapäiväiseen käyttöön. Numeronäyttö auttaisi osaltaan kuljettaja kohti taloudellisinta ajotapaa.

Sinänsä eri valikoissa kulkeminen on tehty helpoksi näytön alareunassa olevien nappien avulla. Jopa ilmastointi-/lämmityslaitteen säädöt on toteutettu tämän panelin avulla.

Vakiona olevan peruutuskameran kuva saadaan samaan näyttöön ja lisäkameroita voidaan asentaa lisävarusteina.

Komatsun ohjaamo on hiljainen. Edes ajossa ei melutaso nouse 80 desibeliin, vaan huiput ovat 78 desibelin tuntumassa. Kaivaessa ainoastaan hieman yli 70 desibeliä.

Hybriditeknologia on varmasti tullut jäädäkseen. Muutkin valmistajat ovat esitelleet prototyyppejään innokkaasti maailman konenäyttelyissä. On vain ajan kysymys, milloin Komatsu saa kilpailijan.

Tulevaisuus on varmasti tämäntyyppisissä koneissa, jotka kuluttavat raaka-ainevarantojamme entistä vähemmän. Ajan kysymys myös on, milloin tiettyjen töiden teettäjät asettavat raja-arvot vaikkapa juuri polttoaineen kulutukselle. Vihreä ajattelutapa yleistyy ja maailma pelastuu – vaikkapa sitten Hybridillä kaivamalla .

Seulaa syöttäen 15 litraa

Perniöläinen Esko Gustafsson Oy käytti Hybridiä kesäkuun lopussa ja pääosin seulan syötössä. Työpäivien pituus oli kahdeksan tuntia ja todelliset työskentelytunnit olivat Komtrax-raportin mukaan 92-93 prosenttia koko työajasta. Loppu koostuu tyhjäkäynnistä eli sen osuus päivittäisestä työstä liikkui 7-8 prosentin välillä.

Koska maan pohjaa pitkin puhdistettiin, niin koneesta tarvittiin myös luiskahydrauliikkaa. Työalueena onkin ollut 100 prosenttisesti ATT, joka Komtrax –raporteissa on tosin koodilla B-mode. Tuntikulutus on tässä työssä vaihdellut välillä 14,6-15,3 litraa tunnissa ja ollut tasaisesti lähes sama joka päivä.

”Tämä 21-22 tonnin kokoluokka ehkä oli hieman liian pieni seulan syöttöön. Tyhjäkäynnin osuus on Komtrax-raporteissa pieni, koska mättää saa seulalla koko ajan. Elikä työ oli meillä varmasti maksimaalisesti polttoainetta kuluttavaa. Normaalisti teemme seulalla töitä Komatsu PC240 –kaivukoneella, joka on kokoluokkaa isompi. Hybridi osoittautui aivan käyttökelpoiseksi koneeksi ja kääntö tuntuu erityisen nopealta.

15 litran tuntikulutus seulan syötössä kuulostaa kohtuulliselta. Tosin se kulutus ei kerro koko totuutta, sillä usein ratkaisee se, kuinka paljon tavaraa saadaan siirtymään. Hybridi jää tehokkuudessa kyllä 240:lle. Tosin seulaa sillä ehti syöttämään hyvin”, kertoo toimitusjohtaja Tomi Gustafsson.

”Tottumista vaatii myös pieni nykäisy kaivuhydrauliikassa kierrosten noustessa äkkiä. Kun lähtee vetämään esimerkiksi tasaista pohjaa, niin asiaan pitää varautua. Ehkä kierrosten nousu on liian ripeää, sitä hidastamalla saattaisi nykäyskin jäädä pois”, tuumaa Tomi edelleen.

”On hyvä, että näitä tekniikoita kehitetään. Ainahan se arveluttaa, miten uusi teknologia kestää käytössä. Tosin sähköosien pitäisi Komatsussa olla aika huoltovapaat. Me tarvitsemme kylläkin hieman isomman version koneesta, joten sitä jäädään odottelemaan vielä tässä vaiheessa”, päättää toimitusjohtaja puhelun.

Internet –osoitteet:

www.suomenrakennuskone.fiwww.komatsuamerica.com/hybridwww.komatsu.eu

Lue seuraavaksi