Полное руководство по электрическим вилочным погрузчикам: от принципов работы до советов по покупке

Ан electric forklift replaces the internal combustion engine of a traditional lift truck with a battery pack, one or more electric traction motors, a hydraulic pump motor, and an electronic controller. Instead of burning fuel to create motion, the battery stores direct current electricity that is converted by the controller into precisely regulated power for driving, steering, lifting and lowering.

Последовательность действий проста. Когда оператор нажимает на акселератор, контроллер считывает входной сигнал и отправляет калиброванный ток от аккумулятора на приводной двигатель, который поворачивает колеса через трансмиссию или ось с прямым приводом. Когда оператор активирует подъемный рычаг, отдельный двигатель гидравлического насоса получает энергию от той же батареи и создает давление в гидравлической жидкости, которая выдвигает подъемные цилиндры и поднимает вилы или мачту. В торможении большинства современных электрических вилочных погрузчиков используется регенеративная технология, то есть приводной двигатель на короткое время действует как генератор и передает часть кинетической энергии обратно в аккумулятор, а не теряет ее в виде тепла только за счет фрикционных тормозов.

Основные функциональные системы

В каждом электрическом погрузчике работают четыре системы. Аккумуляторная батарея хранит энергию и является самым крупным компонентом стоимости машины. Тяговый двигатель и система привода преобразуют электрическую энергию в движение вперед и назад. Гидравлическая система контролирует подъем, наклон и любые функции навесного оборудования. Контроллер и бортовой компьютер управляют подачей питания, защищают батарею от повреждений и часто записывают данные о производительности для управления автопарком.

Почему этот дизайн важен для покупателей

Поскольку здесь нет сгорания, нет выхлопных газов, которые нужно вентилировать, нет топливного бака, который нужно заправлять, и гораздо меньше движущихся частей, подверженных износу, таких как поршни, клапаны, топливные форсунки и компоненты выхлопной системы. Это основная причина, по которой электрические вилочные погрузчики связаны с более низкими затратами на техническое обслуживание и могут работать внутри закрытых зданий, холодильных складов и предприятий пищевой промышленности, где выхлопные газы сгорания могут быть опасны для здоровья и безопасности.

Также стоит понимать, что электрические погрузчики не являются единым однородным продуктом. Класс напряжения, тип двигателя, размеры гидравлического насоса и программное обеспечение контроллера различаются у разных производителей и классов грузовиков, поэтому два электрических вилочных погрузчика с одинаковой номинальной мощностью могут совершенно по-разному работать в реальных рабочих циклах. Это одна из причин, по которой правильная оценка потребностей, о которой говорится ниже в разделе «Руководство по покупке» этой статьи, имеет такое же значение, как и заголовок спецификации.

Электрические вилочные погрузчики выпускаются в нескольких конфигурациях, каждая из которых подходит для различного сочетания нагрузки, ширины прохода и рельефа местности. Выбор неправильного типа — одна из самых распространенных и дорогостоящих ошибок при закупках.

Аккумуляторный блок

Аккумулятор является источником энергии и самым дорогим сменным компонентом электрического вилочного погрузчика. Его размер зависит от напряжения, обычно 24 В, 36 В, 48 В или 80 В, в зависимости от класса грузовика, а также от мощности в ампер-часах, которая определяет, как долго грузовик может работать без подзарядки.

Тяговый двигатель и ведущий мост

Тяговый двигатель преобразует электрический ток во вращательную силу. В большинстве современных электрических вилочных погрузчиков используются асинхронные или синхронные двигатели переменного тока, а не более старые двигатели постоянного тока, поскольку двигатели переменного тока обеспечивают более сильный контроль крутящего момента, требуют меньшего обслуживания, поскольку у них нет щеток для замены, и поддерживают рекуперативное торможение.

Мотор гидравлического насоса

Специальный двигатель приводит в действие гидравлический насос, который обеспечивает подъем, наклон и любое навесное оборудование, например, боковые переключатели или позиционеры вил. Это отдельная цепь от приводного двигателя, поэтому подъем и движение могут происходить одновременно, при этом одна функция не лишает другую мощности.

Контроллер и бортовая электроника

Контроллер регулирует величину тока, поступающего на каждый двигатель, в зависимости от действий оператора, защищает аккумулятор от глубокого разряда, управляет рекуперативным торможением и во многих современных грузовиках подключается к программному обеспечению для управления автопарком, которое отслеживает использование, события воздействия и схемы зарядки.

Шины и шасси

Электрические вилочные погрузчики обычно оснащаются амортизирующими или пневматическими шинами. Амортизирующие шины изготовлены из цельной резины, прилегают ниже к земле и лучше всего подходят для гладкого бетонного пола в помещении, где меньший радиус поворота имеет большее значение, чем дорожный просвет. Пневматические или цельнолитые пневматические шины имеют более глубокий протектор и больший клиренс, что делает их более подходящими для легкого использования на открытом воздухе, смешанных внутренних и наружных дворов или объектов с компенсаторами и неровными стыковочными плитами. Выбор неправильного типа шин является распространенной и предотвратимой причиной преждевременного износа шин и снижения устойчивости.

Системы безопасности оператора

Большинство современных электрических вилочных погрузчиков имеют защитное ограждение для защиты оператора от падающих предметов, блокировку ремня безопасности, которая предотвращает работу привода до тех пор, пока ремень не будет пристегнут, а также звуковую или визуальную сигнализацию движения. Модели с более высокими техническими характеристиками оснащены синими или красными световыми проекциями, которые отмечают путь грузовика на полу, камерами, обращенными назад, и зонами ограничения скорости, которые можно запрограммировать с помощью встроенного контроллера для определенных участков объекта, таких как пешеходные переходы или узкие проходы.

Планирование зарядной инфраструктуры часто упускается из виду на этапе выбора оборудования, однако оно напрямую влияет на время безотказной работы парка и реальную стоимость часа работы. В парке электрических вилочных погрузчиков используются три распространенных подхода к зарядке, и правильный выбор во многом зависит от химического состава аккумулятора, выбранного ранее в этом руководстве.

Обычная ночная зарядка

Традиционный подход к свинцово-кислотным батареям, при котором грузовик подключается к специальному зарядному отсеку в конце смены и оставляется для зарядки в течение полного цикла, обычно на ночь. Для этого метода требуется специальное вентилируемое зарядное помещение, поскольку свинцово-кислотные аккумуляторы выделяют газообразный водород во время зарядки, а также станции для промывания глаз и локализация разливов в качестве стандартной меры предосторожности.

Замена батареи

Используется в многосменных свинцово-кислотных операциях, когда один грузовик не может простаивать достаточно долго для полной подзарядки между сменами. Заряженный запасной аккумулятор заменяется на разряженный с помощью тележки для замены аккумуляторов или крана, что обеспечивает производительность грузовика, но требует дополнительного запаса аккумуляторов, места для хранения и погрузочно-разгрузочного оборудования, что увеличивает общий объем инвестиций.

Возможность и быстрая зарядка

Этот подход, как и в случае с литий-ионными батареями, позволяет операторам подключаться к сети во время естественных перерывов, таких как обед или смена, вместо того, чтобы ждать полного цикла разрядки. Поскольку литиевые батареи допускают частичную зарядку без эффекта памяти или проблем сульфатации, связанных со свинцово-кислотными, возможность подзарядки позволяет поддерживать работу одной батареи в течение нескольких смен без замены, что сокращает как складские запасы батарей, так и требования к занимаемой площади.

При составлении бюджета зарядной инфраструктуры покупатели должны учитывать электрическую мощность объекта, поскольку добавление нескольких зарядных устройств высокой мощности может потребовать модернизации электроснабжения здания. Прежде чем завершить расширение автопарка или переход со свинцово-кислотных на литий-ионные системы зарядки, стоит запросить оценку электрической нагрузки у квалифицированного электрика.

Электрические вилочные погрузчики используются практически во всех секторах, где перемещаются товары на поддонах или в контейнерах. Складские и сторонние логистические операторы полагаются на противовесы и ричтраки для перемещения входящих и исходящих грузов, а также для обслуживания многоярусных стеллажей. Производственные предприятия используют электрические вилочные погрузчики для перемещения сырья и готовой продукции между производственными линиями без попадания выхлопных газов в цех.

На предприятиях холодного хранения и распределения продуктов питания предпочтение отдается почти исключительно электрическим вилочным погрузчикам, поскольку выхлопные газы сгорания недопустимы в охлаждаемых закрытых помещениях, а также потому, что электрические трансмиссии достаточно хорошо переносят повторяющиеся колебания температуры между холодильными камерами и погрузочными платформами, если они предусмотрены соответствующими пакетами для холодной погоды. В центрах выполнения заказов розничной торговли и электронной коммерции для комплектации и пополнения запасов используются электрические комплектовщики заказов и тележки с поддонами. Операторы портов и контейнерных площадок все чаще используют более крупные электрические или гибридные электрические погрузчики, поскольку терминалы работают над снижением загрязнения воздуха вблизи городских набережных.

Производители фармацевтической продукции и электроники часто используют электрические вилочные погрузчики для прилегающих к чистым помещениям зон, где побочные продукты сгорания и вибрация могут мешать чувствительным процессам или загрязнять контролируемую среду. Дистрибьюторы напитков и потребительских товаров часто используют большие парки электрических противовесов, работающих в несколько смен, а это именно тот тип среды с высокой степенью использования, где инвестиции в литий-ионные батареи и инфраструктуру быстрой зарядки, как правило, приносят наибольшую окупаемость. Компании по аренде и лизингу также располагают значительными парками электрических вилочных погрузчиков, поскольку это оборудование имеет хорошую стоимость при перепродаже и привлекает широкую базу коммерческих клиентов, которые отдают приоритет качеству воздуха в помещениях и снижению шума на своих объектах.

Объекты муниципального и государственного сектора, в том числе центры переработки и склады общественных работ, также увеличили внедрение электрических вилочных погрузчиков в последние годы, что часто обусловлено местными правилами качества воздуха или политикой закупок, которая отдает предпочтение оборудованию с более низким уровнем выбросов для операций, финансируемых государством.