В силу своих конструктивных особенностей, все строительные машины, а особенно — фронтальные погрузчики и экскаваторы – в процессе работы значительное количество энергии расходуют впустую. Она попросту рассеивается в окружающую среду в виде бесполезного тепла. Гибридные технологии позволяют «захватить» эту выделяемую в никуда энергию и использовать её в производственных целях. И таким образом энергетические потери (а значит, и расход топлива) минимизируются, не снижая при этом производительности машины.
Пионерами по внедрению гибридных систем в отрасли спецтехники стали японская компания Komatsu, которая выпускает на рынок уже второе поколение экскаваторов-гибридов, и американский производитель John Deere со своим фронтальным погрузчиком 644K Hybrid, выпущенным в феврале 2013 года.
Использование гибридной системы особенно актуально там, где от машины требуется выполнение большого количества повторяющихся действий – например, при погрузочно-разгрузочных операциях. Конструкция гибрида разнится в зависимости от типа оборудования. В первую очередь, инженеры определяют место или узел машины, где теряется больше всего энергии. К примеру, если это экскаватор – значительная часть мощности, передаваемой двигателем, идет на изменение положения поворотной платформы. Таким образом, ускорение и замедление поворота массы надстройки относительно шасси требует много энергии – значит, гибридную технологию необходимо внедрить именно здесь. Электродвигатель каждый раз при торможении ОПУ (опорно-поворотного устройства) захватывает и преобразовывает в электричество высвобождающуюся энергию, запасая её в конденсаторе. При необходимости эта энергия либо возвращается на электродвигатель и ускоряет ОПУ, либо используется для питания мотор-генератора в помощь основному дизелю. Кстати, эта последняя особенность позволяет гибриду оперативнее реагировать на изменение запросов гидравлики.
Погрузчик John Deere 644K Hybrid использует другую вариацию гибридной технологии. Его дизель постоянно работает на одних и тех же оборотах, тогда как на традиционных машинах двигатель всегда стремится выдать максимальный крутящий момент. Дизель на гибриде превращается, по сути, в электрогенератор и получается более эффективным в эксплуатации с точки зрения кривой КПД. Кроме того, работа на пониженных оборотах снижает шум: шумность гибридов меньше примерно на 50 %. На традиционных погрузчиках энергия замедления и реверсирования мотора рассеивается в виде тепла на тормозных дисках, а на гибриде она захватывается и помогает двигателю вырабатывать необходимую мощность для гидросистемы, чтобы поднять ковш.
Единственный недостаток машин-гибридов – это их дороговизна. Однако покупка или аренда погрузчика, оснащённого гибридной системой, в будущем будет более популярна, чем обычного, так как такая спецтехника обладает следующими неоспоримыми достоинствами: