As new emission regulations in the EU set more stringent requirements on greenhouse gas (GHG) emissions, original equipment manufacturers (OEM) must find ways to align with the EUs sustainability goals. By transitioning to more electrically driven machinery, operators of off-highway vehicles can benefit from better fuel economy, lower greenhouse gas emissions and less air pollution.

This study explores the possibilities of electrifying the hydraulic tilt function of the Steelwrist X18 Tiltrotator, a critical component in off-highway vehicle equipment. According to Steelwrist, other original equipment manufacturers such as VOLVO CE have asked when Steelwrist can deliver a fully electric tiltrotator.

Key findings show that the chosen electromechanical actuator concept, the EWELLIX CASM-100-RA, with a 8.2 [kW] motor kit, have acceptable performance, but does not to meet every specified requirement. Installing two CASM-100-RA actuators on the X18 results in a 17% weight increase that would adversely affects the excavator’s load-carrying capacity and work efficiency. Despite the drawbacks, the paper acknowledges that the other considered concepts would have resulted in even heavier and/or bulkier solutions

I och med nya utsläppsregler inom EU som ställer högre krav på växthusgasutsläpp måste tillverkare av originalutrustning hitta sätt att anpassa sig till EU:s hållbarhetsmål. Genom att övergå till mer elektriskt drivna maskiner kanförare av anläggningsfordon dra nytta av bättre bränsleekonomi, lägre utsläpp av växthusgaser och minskade luftföroreningar.

Denna studie utforskar möjligheterna att elektrifiera den hydrauliska tiltfunktionen på Steelwrist X18 Tiltrotator, ett vanligt verktyg inom anläggningsindustrin. Enligt Steelwrist har andra tillverkare av originalutrustning, såsom VOLVO CE, visat intresse för när Steelwrist kan leverera en helt elektrisk tiltrotator. Elektrifieringen av anläggningsindustrin är fortfarande i sin linda och endast kompaktfordon finns för närvarande på marknaden. Detta är en anledning till att det ännu inte finns en lösning på detta problem. En annan förklaring är den oöverträffade effekttätheten hos konventionella hydraulcylindrar, vilket gör dem svåra att ersätta.

Forskningsfrågorna besvarades genom en grundlig undersökning av den senaste tekniken och experiment för att testa den hydrauliska prestandan hos X18 Tiltrotator.

Huvudresultaten visar att det valda EMA-konceptet, specifikt EWELLIX CASM-100-RA med 8,2 [kW]-motor, inte uppfyller de inledande kravspecifikationerna på grund av en oacceptabel ökning av den totala vikten på X18 Tiltrotator .Viktökningen skulle påverka grävmaskinens lastkapacitet och arbetskapacitet negativt. Trots nackdelarna tilläggs det att de andra övervägda koncepten skulle ha resulterat i ännu tyngre och/eller skrymmande lösningar.

Denna masteruppsats har belyst de mest utmanande aspekterna av att elektrifiera tiltfunktionen i X18 tiltrotatorn. Dessutom har betydelsen av omfattande och detaljerad prestandadata varit en annan nyckelinsikt i projektet. Prestandadata har visat sig vara avgörande vid utformningen av elektriska tiltaktuatorer för denna tillämpning. Framtida arbete kan ytterligare undersöka anpassade elektromekaniska aktuatorer.