怎样在联运方式的物流领域中获得更加可持续发展的物资装卸解决方案？这是起重设备制造商和联运码头运营商都会问到的一个问题。因为轮胎式龙门起重机（RTG）所用的动力系统传统上都是柴油发动机，而这些柴油机的性能都是按照仅在某些特殊情况下才出现的峰值功率需求来设计的。在大多数起重吊运工况下，轮胎式龙门起重机的柴油机功率可以说“有点太大了”，这就会导致很高的燃油消耗和有害气体排放。另外，它也会因过高的动力输出带来噪音以及很大的维护保养工作量。解决这些问题的最好办法就是加大电力驱动的轮胎式龙门起重机使用数量。

图1  Künz公司设计制造的轮式龙门起重机RTG是能将集装箱吊运到火车或者货车上的起重设备

直接吊起集装箱的混合动力龙门吊

龙门式起重机制造商Künz公司已经开始研究这一问题的解决方案。它们设计制造了专门适用于联运码头使用的电力驱动的轮胎式或轨道式龙门起重机。起重机的充电装置既可以从旁边运送集装箱的车道中充电，也可以为载重车的蓄电池充电。此时没有集装箱堆垛任务，因此也不需要起重机行驶。全充电工况下的起重机是混合动力系统驱动的起重机。同时，用户有多种为蓄电池充电的方法选择，例如用合适的柴油机、电动电缆盘或者滑触线系统为蓄电池充电。在这样的柴电混合动力解决方案中，柴油机的作用仅仅是为锂离子蓄电池充电，因此所需柴油机的功率减小，起重机的电力需要则保持不变。这种混合动力解决方案的结果就是减少了能源消耗。

Künz公司专注于设计并制造起重机，旨在实现尽可能低的运营成本，因此在新型混合驱动起重机的设计过程中也邀请了igus等企业作为研发合作伙伴。合作开发的轮胎式起重机的起重机构、运动小车和龙门架等都是由高效节能电动机驱动的，这就避免了驱动系统所固有的典型缺点。Künz公司起重设备项目经理Raphael Rüf先生说道：“由于这种混合动力起重设备的使用成本很低因此它是常规柴油动力起重机的最佳替代品，尤其适合在那些较小的货场中使用。它能将总能源成本降低70%，维护保养成本也降低60%。”

图2  P4系列的电缆拖链系统优化了链节和辊轴之间的摩擦，实现了更加节能的拖链运动

节约57%的驱动功率

新型轮式起重机的零部件也有助于降低能源消耗和维护保养成本，例如起重机使用的电缆拖链。轮式龙门起重机使用的是igus公司开发的高速和高负载专用的P4型电缆拖链。双滚轮结构设计的电缆拖链降低了拖链运动时产生的噪音和震动，延长了拖链系统预期的使用寿命。这种电缆拖链适用于高速和高负荷工况，能够在10 m/s的移动速度下，承受最高达50 kg/m的重量。上拖链盒中的辊轴不会与下拖链盒的辊轴相互重叠，而是相互错开，由梳状的拖链托架支撑起来。拖链在整个运动范围内都可以平稳地拖动运行，这也就降低了其运动过程中的摩擦系数，并将运动的驱动功率降低了57%。由于电缆拖链的各个链节都有着相同的尺寸，因此运动时的弯曲半径都保持不变，这也就减少了拖链变形的种类和形式，使整个拖链即使是在高速运动时也能保持无噪声的平稳运行。拖链导槽也对拖链的可靠运行有着非常重要的支持作用，链节侧面的耐磨嵌件可以确保电缆拖链与导槽相互接触时有很长的使用寿命。

稳定、高速和高启动加速度是P4系统电缆拖链的研发目标。它所采用的双止动系统和严格的制造公差实现了几乎没有间隙的拖链运动，从而也能够实现很高的加速过程。拖链侧面较大的孔轴配合也提供了高稳定性和可靠性。P4型电缆拖链已经在全球1000多台起重机和龙门式起重机中得到了应用，最大的电缆拖链行程高达800 m，最高运动速度超过了5 m/s，循环使用次数超过了数百万次。

成为替代解决方案的混合驱动起重机

配合使用CF9、CF10、CF27和CF330型Chainflex高柔性动力电缆和数据电缆以及与其配套的拖链导槽使得P4.42型轮胎式龙门起重机拥有了一个完整的电力能源输送系统。igus公司研发生产的拖链系统，在科隆实验室中进行了全面测试，该实验室占地面积超过3800 m2，其中测试区域高达1000 m2。在进行的多次测试中当然也有模拟真实工作条件下的测试，例如以6 m/s的速度行驶240 m的距离，以便优化拖链链节、导槽和电缆之间的相互作用。拖链系统各个零件的单独测试也能够可靠地预测该零件是否能够长期承受预期的负荷。igus公司起重机行业的经理Theo Diehl先生说：“20多年来,我们一直是Künz公司各个产品领域中的忠实供应商。我们在Künz公司产品研发的早期阶段就与它们进行了密切的合作。起重机电缆和电缆拖链研发项目的成功也说明了我们最大程度的利用了客户给定的有限空间。”Künz公司起重设备项目经理Raphael Rüf先生相信混合动力起重机有着很好的市场潜力，他说：“20世纪90年代生产的RTG轮胎式龙门起重机现在也到了更新换代的时间，现在的起重机客户急需低能源消耗、低维护保养成本的全新解决方案。我们的混合动力起重机就是满足客户这一可持续发展要求的替代产品。”