Вилочные погрузчики работают на нескольких различных источниках энергии, и понимание компромиссов между ними имеет решающее значение для безопасной, эффективной и экономически выгодной работы. В этом руководстве объясняется, как работают дизельные, газовые (LPG), бензиновые и электрические системы в реальных условиях эксплуатации, и даются ответы на распространенные вопросы, такие как: «Вилочные погрузчики работают только на дизельном топливе или есть лучшие варианты для использования внутри помещений?».
В статье вы узнаете, как плотность энергии, время работы, крутящий момент, эффективность, безопасность и воздействие на окружающую среду различаются в зависимости от типа топлива, и как это влияет на выбор оборудования для каждого объекта. В итоге вы сможете с уверенностью подобрать подходящий источник питания для вилочного погрузчика в соответствии с вашим рабочим циклом, графиком смен и инфраструктурой. Например, полуэлектрический комплектовщик заказов может подойти для определенных складских помещений, а ножничная платформа поможет в вертикальной обработке материалов. Кроме того, в определенных сценариях к работе вилочного погрузчика могут применяться такие устройства, как ручная гидравлическая тележка или тележка для бочек .
Что приводит в движение вилочный погрузчик? Объяснение основных понятий.
Всегда ли вилочные погрузчики работают на дизельном топливе?
Вилочные погрузчики не всегда работают на дизельном топливе, хотя многие до сих пор считают иначе. Современные парки используют четыре основных источника энергии: дизельное топливо, сжиженный газ (пропан), бензин и электрические батареи. Каждый вариант обеспечивает питание по-своему и подходит для различных условий эксплуатации, режимов работы и требований безопасности.
Дизельные вилочные погрузчики доминируют в тяжелых работах на открытом воздухе, поскольку жидкое топливо обладает очень высокой полезной энергией на литр. Типичная дизельная система обеспечивает около 4,455 Вт·ч полезной энергии на литр топлива, в то время как сжиженный газ обеспечивает около 2,430 Вт·ч/л, а бензин — около 2,830 Вт·ч/л . Именно поэтому дизельные двигатели остаются распространенными на большегрузных погрузчиках, несмотря на то, что электрические модели теперь выполняют большинство складских задач.
В электрических вилочных погрузчиках вместо двигателей внутреннего сгорания используются тяговые батареи. Свинцово-кислотные батареи обычно обеспечивают 30–35 Вт·ч/кг, в то время как современные литий-железо-фосфатные (LFP) батареи предлагают 110–130 Вт·ч/кг и могут обеспечивать 7–8 часов непрерывной работы при быстрой зарядке током 1 С. Это делает электрические погрузчики привлекательной альтернативой там, где важны низкие выбросы и качество воздуха в помещении.
С точки зрения эксплуатационных расходов, важно задать вопрос: «Погрузчики работают на дизельном топливе или на другом?». Типичные затраты на топливо составляют примерно 1.50–2.50 доллара в час для электропогрузчиков, 3.00–4.00 доллара для пропана, 3.25–4.75 доллара для бензина и 3.50–5.00 доллара для дизельного топлива (сравнение почасовой стоимости топлива) . Таким образом, хотя многие мощные погрузчики работают на дизельном топливе, растущая доля рынка уже перешла на электропогрузчики и погрузчики на сжиженном газе для снижения как затрат, так и выбросов.
Обзор дизельного топлива, сжиженного газа, газа и электроэнергии
Все источники энергии для вилочных погрузчиков выполняют одну и ту же основную задачу: преобразуют накопленную энергию в тяговое усилие на ведущих колесах и гидравлическую энергию на мачте. Дизельные двигатели, сжиженный газ и бензин используют двигатели внутреннего сгорания, коробки передач и гидравлические насосы. Электрические вилочные погрузчики используют тяговые двигатели, инверторы и аккумуляторные батареи для выполнения тех же функций с меньшим количеством движущихся частей.
Топливо для сжигания обладает очень высокой плотностью энергии, что обеспечивает длительное время работы и высокую грузоподъемность. Дизельное топливо обеспечивает около 4,455 Вт·ч полезной энергии на литр, по сравнению с 2,430 Вт·ч/л для сжиженного газа и 2,830 Вт·ч/л для бензина . Это объясняет, почему дизельное топливо по-прежнему предпочтительнее для грузовиков грузоподъемностью 5–10 тонн и непрерывных работ на открытом воздухе, в то время как сжиженный газ и бензин предназначены для смешанного использования в помещениях и на открытом воздухе, где необходима более быстрая заправка и меньшие выбросы.
Электрические погрузчики используют свинцово-кислотные или литиевые батареи с более низкой плотностью энергии, но гораздо более высокой эффективностью в рабочем цикле. Перемещение стандартного поддона обычно потребляет около 0.28 кВт·ч при использовании электропривода, по сравнению с 0.42 кВт·ч при использовании сжиженного газа и 0.55 кВт·ч при использовании дизельного топлива . Эта эффективность в сочетании с более низкой стоимостью топлива на кВт·ч объясняет, почему электрические погрузчики часто выигрывают по общей стоимости владения при работе в односменном режиме внутри помещений.
Экологические показатели и показатели безопасности также сильно различаются в зависимости от типа источника питания. Электрические погрузчики не производят выбросов выхлопных газов и работают с уровнем шума около 65 дБ(А), по сравнению с 85 дБ(А) для дизельных погрузчиков на уровне слуха оператора . Данные об уровне шума и выбросов. Эквивалент CO₂ на единицу перемещения паллеты составляет примерно 108 г для электропогрузчиков, 685 г для погрузчиков на сжиженном газе и 1,452 г для дизельных погрузчиков . Понимание этих компромиссов поможет вам выбрать правильный источник питания для вашего объекта, вместо того чтобы предполагать, что все погрузчики должны быть дизельными.
Техническое сравнение дизельного топлива, сжиженного газа, газа и электричества.
Плотность энергии, время работы и рабочие циклы
Когда люди спрашивают: «Погрузчики дизельные или электрические?», они часто имеют в виду время работы и заправку. Дизельное топливо и сжиженный газ (пропан) накапливают гораздо больше полезной энергии на литр, чем батареи, поэтому они доминируют в высокопроизводительных погрузчиках для работы на открытом воздухе. Дизельное топливо обеспечивает около 4,455 Вт·ч на литр, в то время как сжиженный газ — около 2,430 Вт·ч на литр, а бензин — около 2,830 Вт·ч на литр ( данные о энергоемкости топлива) . Таким образом, типичный дизельный погрузчик грузоподъемностью 2.5–3.0 т с баком на 60 л вмещает примерно 267 кВт·ч полезной энергии, что эквивалентно нескольким тоннам массы литиевых батарей ( например, энергии дизельного бака).
Электрические вилочные погрузчики используют свинцово-кислотные или литиевые батареи. Свинцово-кислотные тяговые батареи обеспечивают около 30–35 Вт·ч/кг, что подходит для вилочных погрузчиков массой 2,000 кг, работающих до одной 6-часовой смены . Литий-железо-фосфатные (LFP) батареи увеличивают этот показатель примерно до 110–130 Вт·ч/кг, обеспечивая 7–8 часов непрерывной работы с возможностью подзарядки при токе 1 С, в то время как батареи на основе NMC достигают 150–180 Вт·ч/кг для требовательных погрузчиков с большой стрелой.
В реальных рабочих циклах электропогрузчики потребляют меньше энергии на один перемещенный поддон. Типичная операция по перемещению груза весом 1.5 т на расстояние 4 м и 30 м потребляет около 0.28 кВт·ч для литий-ионных электропогрузчиков, 0.42 кВт·ч для погрузчиков на сжиженном газе и 0.55 кВт·ч для дизельных погрузчиков . Это означает, что, несмотря на то, что дизельные погрузчики потребляют больше энергии, электрические погрузчики примерно вдвое энергоэффективнее в расчете на одну задачу, что имеет решающее значение при сравнении графиков смен и стратегий зарядки или заправки.
Характеристики производительности, крутящего момента и подъема
С точки зрения водителя, наибольшая разница в производительности между источниками питания заключается в передаче крутящего момента. Электрические вилочные погрузчики развивают полный крутящий момент с 0 об/мин, что обеспечивает плавный старт на подъемах и уверенное управление на низких скоростях. Тяговый двигатель мощностью 15 кВт и напряжением 48 В может передавать около 300 Нм на колесо, чего достаточно для подъема на 15%-ный уклон с электрической нагрузкой в 3 тонны и обеспечения хорошей управляемости . Именно поэтому многие пользователи считают электрические погрузчики более управляемыми в ограниченном пространстве внутри помещений, даже если раньше они предполагали, что все «настоящие» вилочные погрузчики — это ручные тележки для поддонов.
Дизельные двигатели развивают более высокий пиковый крутящий момент, но только на более высоких оборотах. Типичный промышленный дизель достигает примерно 450 Нм при 1,400 об/мин, а реальное тяговое усилие снижается из-за турбозадержки и проскальзывания гидротрансформатора . Данные полевых испытаний показывают, что время разгона от 0 до 6 км/ч с нагрузкой составляет примерно 3.8 с для дизельного двигателя, по сравнению с примерно 2.6 с для аналогичного электрического грузовика . Двигатели на сжиженном газе и бензине занимают промежуточное положение между дизельными и электрическими по отзывчивости, обладая хорошей мощностью в среднем диапазоне оборотов, но меньшим мгновенным крутящим моментом, чем электрические.
Производительность гидравлического подъемника также различается в зависимости от источника питания. В электрических вилочных погрузчиках обычно используются шестеренчатые насосы с фиксированным рабочим объемом, работающие практически с постоянной скоростью двигателя, поэтому скорость подъема зависит от напряжения батареи. Литиевые батареи поддерживают более 90% номинального напряжения примерно до 80% глубины разряда, обеспечивая примерно на 10% более быстрый подъем, чем свинцово-кислотные батареи, напряжение которых может снизиться на 15% при 50% разряда . В дизельных погрузчиках обычно используются поршневые насосы с переменным рабочим объемом, и они могут достигать скорости подъема при полной нагрузке около 0.45 м/с по сравнению с примерно 0.37 м/с для электрических, но только когда скорость вращения двигателя поддерживается выше примерно 1,500 об/мин.
Эффективность, совокупная стоимость владения, безопасность и воздействие на окружающую среду.
В течение всего рабочего цикла электрические вилочные погрузчики являются наиболее энергоэффективным вариантом. Как отмечалось выше, они потребляют примерно 0.28 кВт·ч на перемещение паллеты по сравнению с 0.42 кВт·ч для сжиженного газа и 0.55 кВт·ч для дизельного топлива . Это приводит к снижению затрат на топливо в час работы. Типичные почасовые затраты на электроэнергию составляют около 1.50–2.50 долларов США для электропогрузчиков, 3.00–4.00 долларов США для пропана и 3.50–5.00 долларов США для дизельного топлива . Даже если некоторые покупатели по-прежнему считают, что большинство вилочных погрузчиков используют тележки для бочек , во многих областях применения показатели все чаще склоняются в пользу электропогрузчиков.
Общая стоимость владения (TCO) включает в себя как энергопотребление, так и техническое обслуживание. Для погрузчика грузоподъемностью 3.0 т, поднимающего грузы на высоту до 4 м за одну смену в течение пяти лет, электрический погрузчик с литиевой батареей демонстрирует чистую приведенную стоимость (NPV) около 68 700 долларов США, по сравнению с примерно 73 200 долларами США для дизельного и 79 300 долларами США для погрузчика на сжиженном газе (LPG), что на 6–14% больше, чем у электрического погрузчика, в результатах модели TCO для работы в помещении в течение одной смены . Данные по техническому обслуживанию показывают среднее время между отказами примерно 1,050 часов для электропогрузчиков с литиевой батареей, 710 часов для погрузчиков на сжиженном газе и 620 часов для дизельных погрузчиков, при этом трудозатраты на 1,000 часов составляют примерно 4.2 часа, 7.4 часа и 9.8 часа соответственно ( среднее время безотказной работы и трудозатраты на техническое обслуживание).
В условиях ограниченного пространства или высокой интенсивности использования электромобили демонстрируют явные преимущества с точки зрения безопасности и экологичности. Выбросы CO₂-эквивалента от источника до конечного потребителя на одно перемещение паллеты составляют около 108 г для электромобилей при средней мощности сети, 685 г для сжиженного газа и 1,452 г для дизельных двигателей; при использовании 100% возобновляемой электроэнергии выбросы CO₂ на паллет снижаются примерно до 15 г. Уровень шума для оператора составляет около 65 дБ(А) против 85 дБ(А) для дизельных двигателей, а уровень вибрации ниже 0.4 м/с² для электромобилей по сравнению с примерно 1.0 м/с² для дизельных двигателей, что превышает установленные ЕС показатели шума, вибрации и выбросов . Выхлопные газы дизельных двигателей также содержат CO₂ и твердые частицы, в то время как электромобили не производят выбросов в местах потребления, что делает их предпочтительным выбором для складских помещений и логистики пищевой и фармацевтической промышленности.
Подбор источника питания в соответствии с областью применения и местоположением
Применение в помещениях, на открытом воздухе и в суровых условиях.
При планировании объекта многие задаются вопросом: «По умолчанию ли погрузчики работают на дизельном топливе?» На практике в помещениях почти всегда предпочтительнее использовать электрические погрузчики, поскольку они не производят выбросов выхлопных газов и отличаются очень низким уровнем шума, обычно около 65 дБ(А) на уровне уха оператора, по сравнению с 85 дБ(А) при измерениях шума дизельных погрузчиков. Это помогает поддерживать качество воздуха в допустимых пределах и снижает требования к средствам защиты слуха. Электрические погрузчики также лучше подходят для холодильных складов, если они оснащены обогревателями или изолированными батареями, чтобы компенсировать потерю 25% мощности, которая наблюдается при температуре около −10 °C. Данные о сопротивлении батареи и наличии обогревателей.
На открытых площадках, строительных площадках и в условиях пересеченной местности по-прежнему чаще используют дизельные двигатели из-за их высокой удельной энергии и быстрой заправки. 2.5-тонный дизельный грузовик с баком на 60 л вмещает около 267 кВт⋅ч полезной энергии, для чего потребовалось бы примерно 2,400 кг литий-железо-фосфатных батарей. Сравнение энергии топлива и батарей: сжиженный газ и бензин также распространены на открытом воздухе, где хорошо рассеиваются выхлопные газы и важна быстрая смена цилиндров.
В суровых условиях — пыльных дворах, зонах интенсивной погрузки или на площадках с крутыми пандусами — дизельные и газовые погрузчики обеспечивают надежную трансмиссию и высокую мощность, но с более высоким уровнем вибрации, близким к 1.0 м/с² среднеквадратичного значения на сиденье. Электрические погрузчики обычно имеют уровень вибрации ниже 0.4 м/с², что снижает утомляемость оператора. Данные о вибрации и эргономике. Для смешанной работы в помещении и на открытом воздухе на хороших поверхностях современные электрические вилочные погрузчики могут заменить дизельные, если в планировку площадки заложены точки зарядки и защита от непогоды.
Ключевые параметры окружающей среды и источники питания
- 100% в помещении, с высокой плотностью людей: электрический
- Смешанное использование внутри и снаружи помещений, асфальтированное покрытие: электричество или сжиженный газ.
- Работа на открытом воздухе в сложных условиях, перевозка тяжелых грузов: дизельное топливо.
- Холодильный склад: электрический, с возможностью кондиционирования с помощью аккумуляторов.
Выбор по графику смен, вместимости и инфраструктуре.
Сменный график работы — один из самых быстрых способов сузить выбор источников энергии. Для односменной работы средней интенсивности электрические погрузчики обычно наиболее экономичны: потребление энергии за рабочий цикл составляет около 0.28 кВт·ч на перемещение паллеты по сравнению с 0.42 кВт·ч для сжиженного газа и 0.55 кВт·ч для дизельного топлива. Данные о потреблении энергии на паллету . Многосменные парки также могут использовать электрические погрузчики, если вы планируете подзарядку или замену батарей, но для этого требуется электрическая мощность и зарядные станции.
При очень высокой интенсивности эксплуатации — 2–3 смены с минимальными перерывами — дизельное топливо и сжиженный газ остаются привлекательными, поскольку заправка бака или баллона занимает всего 2–3 минуты, что обеспечивает высокую бесперебойность работы. Сравнение времени заправки. Это одна из причин, по которой многие до сих пор считают, что вилочные погрузчики в тяжелых условиях эксплуатации на открытом воздухе работают на дизельном топливе. Однако литиевые системы с быстрой зарядкой за 30 минут при токе 1 С сокращают этот разрыв там, где доступно трехфазное питание 480 В.
Вместимость также имеет значение. Высокая энергетическая плотность дизельного топлива позволяет стандартным шасси перевозить большие запасы топлива, поэтому оно доминирует при грузоподъемности более 8 тонн и при работе на дальних маршрутах. Электрические вилочные погрузчики очень эффективны для работы в помещении с грузами весом 1.5–5 тонн, а общая стоимость владения за пять лет может быть на 6–14% ниже, чем у дизельных или газовых погрузчиков при работе в одну смену с грузоподъемностью 3.0 тонны. Модель общей стоимости владения
Инфраструктура является последним фильтром. Выбор электроэнергии требует достаточной мощности сети, зарядных устройств и безопасного пространства для хранения аккумуляторов. Для сжиженного газа и дизельного топлива необходимы соответствующие требованиям хранилища топлива, вентиляция и противопожарная защита; например, контейнеры для баллонов со сжиженным газом должны располагаться на расстоянии не менее 7.5 м от оконных проемов здания. Требования к хранению сжиженного газа. Согласование графика смен, профиля нагрузки и услуг на объекте обычно позволяет определить оптимальный источник энергии без обязательного использования дизельного топлива.
| Фактор выбора | Favors Electric | Предпочтение отдается дизельному топливу/сжиженному газу |
|---|---|---|
| Смены/день | 1–1.5 с перерывами | 2–3 с минимальными перерывами |
| Максимальная производительность | ~1.5–5 т в помещении | >5–8 т, необработанный двор |
| Инфраструктура | Мощная электросеть, место для зарядного устройства | Имеется место для хранения топлива. |
Краткое описание: Выбор подходящего источника питания для вилочного погрузчика
Выбор источника питания для вилочного погрузчика — это решение, продиктованное особенностями конструкции, а не привычкой. Дизельное топливо, сжиженный газ, бензин и электричество обладают очевидными преимуществами, но они хорошо работают только при условии соответствия нагрузке, времени работы и условиям на площадке. Плотность энергии и скорость заправки по-прежнему делают дизельное топливо и сжиженный газ хорошим выбором для высокопроизводительных работ на открытом воздухе, длительных смен и работы на неровных участках. Электричество выигрывает там, где важны качество воздуха, уровень шума и маневрирование в стесненных условиях, а также там, где можно обеспечить подзарядку во время запланированных перерывов или при наличии возможности подзарядки.
Крутящий момент, скорость подъема и эффективность рабочего цикла напрямую влияют на производительность и безопасность. Электрические погрузчики обеспечивают точное управление на низких скоростях и низкий уровень вибрации, что снижает утомляемость оператора и риск несчастных случаев. Погрузчики с двигателями внутреннего сгорания обеспечивают более высокую пиковую гидравлическую производительность, но за счет шума, выбросов и более высоких затрат на техническое обслуживание. За пятилетний срок службы эти факторы влияют на общую стоимость владения так же сильно, как и цена.
Операционные и инженерные группы должны начать с трех критериев: условия окружающей среды (в помещении, на открытом воздухе, в суровых условиях), график смен и допустимая нагрузка. Затем следует проверить ограничения инфраструктуры для электроснабжения из сети или хранения топлива. Используя эти объективные критерии, следует выбрать дизельное топливо, сжиженный газ или электричество для каждой задачи, а также задействовать вспомогательное оборудование от компании Atomoving для точной настройки задач по перемещению грузов. При соблюдении этого процесса исчезает стереотип о «дизельном топливе по умолчанию», и правильный выбор источника энергии становится очевидным для каждого объекта.
Часто задаваемые вопросы
Вилочные погрузчики работают на дизельном топливе?
Вилочные погрузчики могут работать на различных источниках энергии, включая дизельное топливо. Двигатели внутреннего сгорания в вилочных погрузчиках обычно работают на сжиженном газе или дизельном топливе. Дизельные вилочные погрузчики часто используются на открытом воздухе благодаря большей грузоподъемности и долговечности. Основы работы с вилочными погрузчиками.
В чём разница между штабелёром с ручным управлением и вилочным погрузчиком?
Штабелер с ручным управлением предназначен для легких и средних грузов, обычно до 2 тонн, и идеально подходит для небольших складов. Вилочные погрузчики, с другой стороны, созданы для тяжелых работ, перемещая грузы от 1 до более 5 тонн, и подходят для больших площадей, таких как заводы или открытые территории. Сравнение штабелеров и вилочных погрузчиков.
Считаются ли вилочные погрузчики промышленными транспортными средствами с электроприводом?
Да, вилочные погрузчики относятся к категории промышленных транспортных средств с электроприводом. Эти транспортные средства широко используются в различных отраслях промышленности для перемещения, подъема, опускания или обработки материалов, особенно крупногабаритных предметов или товаров на поддонах. Классификация вилочных погрузчиков OSHA.
