出力密度などの多くの特性により、油圧システムは、多くの非道路移動機械にとって長期的な選択肢となっています。{0}{1}近年、ますます厳格化する規制と継続的な技術進歩により、将来的には電動化が主流になることが予想されています。
それでは、伝統的な油圧技術が電気技術と出会うとき、どのような火花が衝突するのでしょうか?
本日は、油圧および電気技術を活用して油圧コンポーネント、モーター、車両制御を組み合わせて機械の性能を最適化し、将来の課題に対処する方法について説明します。
01. 油圧システムは消えない
市場はかつてないほど多くの資金を電気技術の研究に投資しています。ロイターの分析によると、世界の自動車メーカーは、2030年までに電気自動車とバッテリーの研究開発に5兆ドル以上を費やす計画だ。投資を強化することで、化石燃料自動車を段階的に廃止し、ますます厳格化する脱炭素化目標を達成する計画だ。すべての投資には、電気システムの早期普及という共通の目標があります。しかし、それは、特に特定の作業シナリオの油圧システムでは、どこにでも存在するという意味ではなく、すぐに消えることはありません。一部の用途では、油圧システムの方が適したシステムです。
油圧システムの出力密度は非常に優れており、動力伝達分野におけるその重要性は自明の理です。{0}}
油圧システムに電気システムを追加すると、製品の性能が向上し、騒音が低減されることがわかっています。実際、油圧技術と電気技術の利点を組み合わせた技術の方が有望です。業界では、さまざまな方法を使用して電気技術と既存のプラットフォームを組み合わせ、電力密度と効率を向上させています。
02. 油圧設計と電気設計の組み合わせ
伝統的な技術を使用しながら、それを改良し、油圧技術と電気駆動の利点を組み合わせて電動化のメリットを最大限に活用する必要があります。
ただし、適切なバランスを見つけるのは簡単ではありません。歩行器メーカーはドライブトレインの電動化に向けて取り組んでおり、直面する主な問題は、機器に十分なトルクを提供する方法と、電気を効率的に使用する方法です。トランスミッション システムと同様、機器を持ち上げたり移動したりするために必要な最大荷重に基づいたトランスミッション コンポーネントの設計には、正確な計算が必要です。フルサイズの掘削機の場合、掘削時間と 1 日の作業量を考慮する必要があります。このツールは通常、油圧で駆動され、ウォーキング マシンのディーゼル エンジンを動力源とするポンプから圧力と流量を引き出します。全電気システムでは、ボールネジやその他の線形コンポーネントを駆動する頑丈なモーターによってツールに電力を供給できます。-ただし、ハイブリッド プラットフォームであっても、実際にジョブを実行するアクチュエータのサイズとその消費電力が大きくなる場合があります。
電力と水力を組み合わせると、より効率的なソリューションになります。特定の重量の負荷を動かすには、モーターの電圧と電流、シリンダーの流れと圧力、そして最後に仕事を生み出すのに必要なトルクなど、特定の力に達する必要があります。このエンジンは、油圧システムに動力を供給するために、ディーゼル エンジンではなく発電機を使用します。発電機は、掘削機ツールを駆動するシリンダーに電力を供給するオープン油圧ポンプを駆動します。これは、油圧システムの優れた出力密度特性を活用すると同時に、動力の点で内燃機関システムから電気駆動システムに移行します。油圧システムと電気システムを最適化することで、個々のコンポーネントだけに焦点を当てるのではなく、システム全体における個々のコンポーネントの役割に焦点を当て、両方のシステムを併用する必要があるという重要な結論に達しました。
03. 今はハイブリッドが主流
バッテリーと燃料電池技術は進歩しているにもかかわらず、多くの大型車両、特にオフロード車の過酷な条件下での高出力要件を満たすことができていません。{0}}バッテリーが進化し続け、電動化の普及を制限する束縛を打ち破ろうとする中、ハイブリッドパワートレインは理想的な一時的なソリューションです。ハイブリッド システムは、運用サイクルが長い大型機器に特に適していますが、総所有コストの観点から全電気システムには適していません。{3}}
ハイブリッド デバイスは、ディーゼル発電機の電力密度と、小型のディーゼル エンジン、充電式バッテリーとモーターを含むバッテリーの排出削減性能を組み合わせ、高強度の動作と低排出の要件を満たします。{0}}これまで、ハイブリッド システムは主に作業機能に電力を供給するために使用されてきましたが、大型トラックやバスの牽引機能にも電力を供給することもできます。
04. 未来は電気の世界
車両や機器の電動化は、（比較的遅いペースではありますが）重機においても含めて、ここ数年で徐々に加速しています。現在の技術開発のペースを考えると、業界の多くの人は、2030 年以降に電動化に向けた進歩がさらに加速すると予想しています。
