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  • 2017/08/18
  • AnimeandManga illustrated編集部 鈴木慎一

豊田自動織機、建設機械向けハイブリッドユニットを開発

日立建機のハイブリッド油圧ショベルZH200-6に搭載

日立建機製ハイブリッド油圧ショベルZH200-6。販売目標は、年間300台。価格はZH200-6が2510万円(消費税別)
日立建機が2017年9月に発売するオフロード法2014年基準適合車であるハイブリッド油圧ショベルZH200-6(運転質量20.2t)に搭載するハイブリッドシステムは、豊田自動織機製だ。豊田自動織機がこれまでに培ってきた産業車両分野、自動車分野でのエンジンおよびパワーエレクトロニクス技術を活用した豊田自動織初となる建設機械向けハイブリッドユニットだ。

新型アシスト発電モーターを組み合わせた新型ハイブリッドエンジン。エンジンは、トヨタ・ハイエースが搭載している1KD型ディーゼルだ。

日本の建設機械が排出する温室効果ガスのうち、約6割が油圧ショベルからのものだと言われている。昨今、建設機械を使用する事業者の環境意識の高まりと低燃費へのニーズを背景に、エンジンとモーターを備えるハイブリッド油圧ショベルに対する需要が拡大している。今回、ハイブリッドユニットを採用した日立建機も、国内累計出荷台数が1000台を超えている。

油圧ショベルZH200-6は、日立建機の自社技術に、One Hitachiの取り組みや、オープンイノベーションによる技術を融合させ、新たに開発した「TRIAS-HXⅡ(トライアス エッチエックス ツー)」システムを搭載し、操作性を維持しながら、高い燃費性能を実現している。

TRIAS-HXⅡシステムでは、車体性能を最大限に引き出すため、車体コントローラーが、油圧システムおよびエンジン、アシスト発電モーター、リチウムイオンバッテリー、PCUや旋回電動モーターで構成されるハイブリッドシステムを統合的に制御する。また今回、油圧システムをハイブリッド油圧ショベル用に一新した。さらには豊田自動織機と日立建機が共同開発したモーター一体型の新型ハイブリッドエンジンに加え、日立建機と日立オートモティブシステムズが共同開発したリチウムイオンバッテリーなどの自動車・産業車両分野の技術を融合させている。

こちらが自動車用に使われている1KDエンジン。最高出力は106kW(144ps) 最大トルクは300Nmだ。

豊田自動織機が新たに開発したハイブリッドユニットは、ディーゼルエンジンにアシスト発電モーターを組み合わせた新型ハイブリッドエンジン(モーター一体型)と、PCU(パワーコントロールユニット)から構成されている。

ハイブリッドユニット 新型ハイブリッドエンジン(モータ一体型)とPCU

新型ハイブリッドエンジン(モーター一体型)は、74kW(100ps)クラスでオフロード法2014年基準を世界で初めて尿素SCRなしで達成し、尿素水の管理・補給も不要となるなどメンテナンス性が大幅に向上している。また、新開発の高出力薄型モーターと組み合わせることで、エンジンの最良燃費点を作業頻度が高い領域に設定することが可能になり、低燃費を実現した。
一方、モーターを制御するPCUは、自動車の電源技術を活用しつつ、振動・耐油性など建設機械特有の使用環境にも適応している。新発売のハイブリッド油圧ショベルZH200-6の業界最高水準の車両低燃費性能達成に、豊田自動織機新開発のハイブリッドユニットは大きく貢献している。

1.新型ハイブリッドエンジン(モーター一体型)
・世界157の国と地域の方々に使われている自動車用エンジンで、2013年からフォークリフトにも搭載されている1KDエンジンを採用。
・74kWクラスにおいてオフロード法2014年基準を世界で初めて尿素SCRなしで達成
・モーターのアシストにより、作業頻度が高い領域を最良燃費点に設定し、低燃費を実現
・エンジン直結構造によるモーター薄型化により、20トンハイブリッド油圧ショベルのエンジンルームへの搭載を実現
システム出力:118kW(2000rpm)
体格(全長×全幅×全高):1162×946mm×1087mm
質量:548kg
エンジン:1KD型直列4気筒ディーゼルターボ
総排気量:2982cc
ボア×ストローク:96.0×103.0mm
燃料供給:コモンレール式
過給:電子制御可変ノズルターボ
後処理装置:DOC+DPF
最高出力(参考値):74kW(100ps)(2,000 min-1)
最大トルク(参考値):390Nm
アシスト発電モーター
モータータイプ:永久磁石型同期モーター
最高出力(参考値):44kW(2,000 min-1)
最大トルク(参考値):210Nm

ZH200-6
全長×全幅×全高:9660×2860×3020mm
後端旋回半径:2890mm
最低地上高さ:450mm
標準バケット容量:0.8㎥
運転質量:20200kg
最大掘削半径:9920mm
最大掘削深さ:6670mm
最大掘削高さ:10040mm
最大ダンプ高さ:7180mm
旋回速度:11.8min-1
走行速度:3.2km/h

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