Wózki widłowe oraz inne, magazynowe środki transportowe pracujące wewnątrz obiektów napędzane są niemal wyłącznie silnikami elektrycznymi, pojazdy pracujące na zewnątrz korzystają z jednostek spalinowych. Nie oznacza to, że prąd, benzyna czy olej napędowy wyczerpują listę paliw, którymi można napędzać widlaka. Gaz (LPG i CNG), wodór, a także rozwiązania kombinowane (hybrydowe) to najbardziej popularne z propozycji. Które z tych proekologicznych źródeł napędu mają szanse znaleźć powszechne zastosowanie w sektorze transportu wewnętrznego?

 

 

Pojazdy hybrydowe stają się coraz popularniejsze. Tego rodzaju wózek stworzyli m.in. konstruktorzy Toyoty, a światło dzienne nowa konstrukcja ujrzała już niemal cztery lata temu. Nie ukrywano, że bazę stanowiły rozwiązania wykorzystane wcześniej w Toyota Motor Corporation do napędu samochodów osobowych (pierwszy seryjnie produkowany model z napędem hybrydowym to Prius) dostosowując je jednocześnie do specyfiki pracy wózka widłowego (np. częste ruszanie i zatrzymywania się podczas transport towarów). Maszyna napędzana jest 2,5-litrowym silnikiem Diesla połączonym z jednostką elektryczną generującą moc 26 kW. Konstruktorzy przekonują, że hybrydowy widlak Toyoty zużywa o 50 proc. mniej paliwa niż spalinowy. Osiągi pozostają przy tym takie same, jak w standardowych wózkach 3,5-tonowych napędzanych silnikiem wysokoprężnym. Wykorzystano podwójny system hybrydowy. Pierwszy system w układzie szeregowym wykorzystywany podczas jazdy, w którym silnik napędza generator ładujący baterię, a bateria zasila elektryczny silnik jazdy. Drugi system w układzie równoległym jest wykorzystywany przy podnoszeniu ładunku. System ten używa silnika i generatora w celu uruchomienia pompy hydraulicznej podnoszącej ładunek. Mierzący nieco ponad 4 m, 3,5-tonowy wózek osiąga prędkość 19 km/h.

 

 

 Kilka lat temu (CeMAT 2008) swą premierę miał też hybrydowy wózek widłowy marki Linde. Opiera się na wózku z napędem Diesla serii 39x o udźwigu do 3.5 t. Do silnika spalinowego dodano jednostkę elektryczną, która może pracować jako starter i jako generator (Generator Electric Motor Starter System – GES). Energia hamowania przetworzona jest w energię elektryczną i przechowywana w akumulatorze. Takie doładowanie aktywnie wzmacnia silnik spalinowy dzięki systemowi GES, zwłaszcza gdy wózek potrzebuje dużej dawki mocy, np. w momentach przyspieszenia oraz przy podnoszeniu ładunków. Wewnętrzny silnik spalinowy (wyprodukowany przez Volkswagen Industrial Engines) wykonano w technologii wolnossącej, a dysponuje mocą 30 kW. Elektryczny silnik wspierający dysponuje mocą 13,2 kW (przy 2100 obr./min) i ma maksymalny moment obrotowy 200 Nm.

 

 

Za pierwszy hybrydowy wózek widłowy w produkcji seryjnej uważa się jednak maszynę STILL RX70 Hybrid. Oprócz zbiornika paliwa pojazd wyposażono w kondensatory UltraCaps, w których gromadzona jest energia wytwarzana podczas procesu hamowania. Następnie ta „darowana energia” może zostać wykorzystana podczas ponownego przyspieszania wózka. Z kolei podczas przyspieszania porcja energii pobrana z tych kondensatorów dostarcza dodatkowej mocy. Tak pozyskana energia jest następnie wykorzystywana, poprzez generator napędzany silnikiem wysokoprężnym, jako energia napędowa dla elektrycznego silnika jezdnego. Ogniwem łączącym wszystkie systemy jest elektroniczny kontroler, sterujący także procesem ładowania i wyładowywania dodatkowego zasobnika energii. Wózek może posiadać udźwig od 3 do 3,5 t, a RX70 Hybrid nadaje się głównie do branż, w których niezbędne jest częste hamowanie i przyspieszanie, np. przy ładowaniu i rozładowywaniu samochodów ciężarowych w przemyśle napojów. Mechanizmy napędowe i podnoszące są inteligentnie regulowane, wspomagane przez elektrycznie regulowaną pompę hydrauliczną.

 

 

Wodór jest to pierwiastkiem chemicznym o najmniejszej masie cząsteczkowej, który nie występuje na ziemi w stanie wolnym. Ze względu na wysoką reaktywność wiąże się zawsze z innymi molekułami i dlatego paliwo z niego wymaga procesu przetworzenia. Pojazdy mogą spalać czysty wodór w silnikach spalinowych lub używać go w ogniwach paliwowych do napędu silnika elektrycznego. Większą wydajność pozwala uzyskać drugi z tych wariantów.

Na pomysł wykorzystania tego paliwa w technologii napędu wózków wpadli konstruktorzy firmy Baumann (specjalista w produkcji bocznych wózków widłowych). Powstał prototyp pierwszego na świecie wózka z napędem wodorowym (pokazano go podczas CeMAT 2011). Maszynę pozbawiono tradycyjnej, olbrzymiej baterii trakcyjnej, a w jej miejscu znajduje się zbiornik wodoru. Ten podlega następnie spalaniu w specjalnych ogniwach, które z kolei stanowią bezpośredni napęd dla elektrycznej jednostki zamontowanej w maszynie. Walorem maszyny w stosunku do wózka elektrycznego jest to, że załadowanie zbiornika wodoru do pełna trwa zaledwie kilka minut, a zatem wielokrotnie mniej niż załadowanie baterii.

 

 

 

Alternatywnym źródłem jest też sprężony gaz ziemny, popularnie określany mianem CNG (ang. compressed natural gas). Gaz ziemny jest naturalną mieszaniną węglowodorów powstałą z rozkładu materii organicznej (np. drzew, zwierząt). Jego głównym elementem jest metan, stanowiący zazwyczaj ponad 90 proc. gazu. Z zdecydowanie mniejszych ilościach składa się z takich węglowodorów jak: etan, propan czy butan. Również gaz ziemny jest paliwem ekologicznym, nie powoduje zanieczyszczenia, a koszt zakupu CNG stanowi ok. połowę ceny oleju napędowego. Sporym mankamentem dla użytkowników pojazdów napędzanych CNG jest niewielka ilość ogólnodostępnych stacji ładowania. Jest ich w Polsce zaledwie kilkadziesiąt. Na rynku jest jednak coraz więcej rozwiązań potrafiących poradzić sobie z tym problemem. Rodzina kompresorów znanej marki FuelMaker obejmuje urządzenia w kilku wersjach. Najmniejsze z nich, Phill spręża 0,8–2,2 m sześc./h, a przeznaczone jest zarówno do instalacji wewnętrznej, jak i zewnętrznej. Takie urządzenie wystarcza np. na obsługę jednego pojazdu. Większą ilość potrafią obsłużyć kompresory średnie (sprężanie 2,5–4,3 m sześc./h), oraz duże (10,3–17 m sześc./h). Kompresory średni i duży przeznaczone są do instalacji zewnętrznej, Każde urządzenie może pracować zarówno w bardzo wysokich, jak i wyjątkowo niskich temperaturach (od +45°C do –40°C).

 

 

Istnieje kilka rodzajów pojazdów napędzanych gazem: czasem są to pojazdy dedykowane napędzane tylko gazem ziemnym, innym razem maszyny zachowujące zdolność do użycia benzyny jako paliwa rezerwowego (silnik może być zasilany jednym lub drugim paliwem, ale nie jednocześnie obydwoma paliwami).

 

Adaptacje maszyn widłowych właśnie do stosowania sprężonego gazu ziemnego oferuje wiele firm. W Agrotraku taka modyfikacja przeprowadzana jest w ciągu kilku dni, a zastosowanie paliw gazowych w wózkach widłowych ma umożliwić ograniczenie emisji toksycznych składników spalin, a także obniżyć koszty eksploatacji. – Stosujemy układ jednopaliwowy a więc taki, w którym silnik zostaje wyposażony w elektryczny układ zapłonowy i osprzęt gazowy – podkreślają w Agrotraku. Parametry trakcyjne pozostają bez zmian, choć w zależności od regulacji można uzyskać zwiększenie wartości mocy i momentu obrotowego. Zwiększa się przebieg między kolejnymi wymianami oleju silnikowego (o około 70 proc.), obniża się poziom głośności silnika (o ok. 3–5 dB).        

 

Adam Brzozowski