Дори и тежкотоварните двигатели трябва да бъдат поставени на тестовия стенд, за да се провери необходимото качество на отработените газове във всяка работна точка и неговият намален разход на гориво. От 27 февруари до 5 март 2022 г., СИСТЕМИ И КОМПОНЕНТИ, което се провежда в рамките на търговския панаир Agritechnica в Германия, ще покаже оптимизацията на горивната ефективност в последното поколение извънмагистрални двигатели. Доставчиците на технологии, които ще изложат в Хановер, предлагат широка системна компетентност, включваща интелигентна технология за последваща обработка и инжектиране на отработени газове за дизел, биодизел или втечнен газ.
(DLG) Въпреки че двигателите с вътрешно горене, особено дизеловите двигатели, са широко разглеждани като изчезващи в публичния дебат, те далеч не са завършени в извънмагистралния сектор, където представляват висока наличност, надеждност и ниски експлоатационни разходи с доказани дълголетие дори при най-тежките условия. В допълнение към специфичните за индустрията фактори, технологичната движеща сила са особено ефективността и законовите изисквания за намаляване на замърсителите. Постигнатият напредък в разработването на двигатели за оптимизиране на мобилните работещи машини по отношение на разхода на гориво и емисиите ще бъде една от централните теми в СИСТЕМИТЕ И КОМПОНЕНТИТЕ, която ще се проведе за пети път паралелно с Agritechnica в Хановер, Германия.
По-ниски емисии при висока мощност
На практика всички доставчици на конвенционални двигатели с вътрешно горене ще присъстват на място в Хановер с богат набор от решения, които да позволят на клиентите на OEM да се съобразят със строгите разпоредби за емисиите на отработили газове в съответствие с европейския етап извън магистралата V и окончателния щаб от ниво 4 извън САЩ. Много от тези нови разработки последователно следват принципа на намаляване на размера: доказани компоненти за впръскване на гориво (система Common Rail), управление на двигателя и въздуха, както и последваща обработка на отработените газове заедно с по-малки двигатели образуват икономични горивни централи.
Доставчиците обръщат голямо внимание на модулността на техните двигателни системи. Компонентите с гъвкав монтаж позволяват различни опции за инсталиране и системна интеграция в съответствие с изискванията. Версиите се различават, например, поради приспособленията за вентилатори и ремъчните задвижвания, капаците на цилиндровата глава и маслените тигани, изработени от пластмаса и алуминий, до и включително турбокомпресори с отпадъчен капак или контрол на налягането на зареждане с променлива геометрия на турбината. За разлика от дизеловите си колеги, двигателите, работещи на природен газ, са оборудвани с рециркулация на охладени отработени газове. За да се спазят регламентите за емисиите, двигателите са оборудвани със система за последваща обработка на отработили газове, състояща се от филтър за твърди частици (DPF), селективно каталитично редуциране (SCR) и дизелов окислителен каталитичен конвертор (DOC).
С биометан за неутрална за климата мобилност
Различните изисквания към мобилните машини, като самосвали, мобилни багери, трактори или комбайни, също означават, че няма общо решение за двигателите. В този контекст отвореността към технологиите ще бъдат важни ключови думи в СИСТЕМИТЕ И КОМПОНЕНТИТЕ при оценката на портфолиото от двигатели. Освен дизелови двигатели, редица други концепции като паралелен хибрид, удължител на обхвата, включен хибрид и изцяло електрически системи ще бъдат представени на B2B платформата в Хановер. Допълнителен акцент на търговския панаир ще бъде поставен върху алтернативни горива, които имат за цел да изгладят пътя към климатично неутрална мобилност. Освен всичко друго, ще бъдат показани и двигатели с природен газ, проектирани специално за офроуд приложения в селскостопански и строителни машини. В реални работни условия те произвеждат около десет процента по-малко въглероден диоксид от дизеловите двигатели.
В този процес използването на биометан все повече се насочва към фокуса в селското стопанство, както е показано от New Holland T6 Methane Power - първият в света производствен трактор, работещ на 100% метан. В интериора си шестцилиндров двигател от FPT Industrial с работен обем 6.7 литра използва компресиран (CNG), втечнен (LNG) или възобновяем (биометан) природен газ и отговаря на стандарта на ЕС за емисиите от Stage V, благодарение на използването на трипосочен каталитичен преобразувател. Първите трактори са планирани за доставка през следващите няколко месеца на 2021 г. с впечатляващ брой предварителни поръчки, които трябва да бъдат произведени и доставени тази година. Следователно в бъдеще зареждането с гориво ще бъде възможно в собствената биогазова фабрика на фермата, при условие че е наличен подходящ газов климатик. Ако растението допълнително ферментира течен или твърд тор, балансът на CO2 може дори да бъде отрицателен.
Синтетичните горива като нова опция
Синтетичните горива предлагат потенциално решение в сценария с нулев въглерод, който досега е относително пренебрегван. Такива горива могат да се произвеждат с регенеративно електричество. Основното предимство на тези електронни горива на базата на мощност към течност е тяхната висока енергийна плътност, особено в сравнение с батерийните системи. Предисторията на това е, че докато малките търговски превозни средства в селскостопанска употреба могат да бъдат напълно електрифицирани, това е огромно предизвикателство за тежкотоварните мобилни работни машини. Частичната електрификация на задвижването, паралелно с по-малки двигатели, задвижвани със синтетични горива, е една от възможностите за постигане на съответните намаления на CO2. Един пример за това е метанолът, произведен регенериращо, който може да се използва като заместител за извънмагистралния сектор. Предизвикателството, породено от електронните горива, е изискването им за регенериращо електричество за неутрална СО2 електролиза и че в момента това не е налично в достатъчно количество. Този важен аспект по пътя към климатично неутрално бъдеще ще бъде обсъден от инженери и експерти в експертните форуми „Future Lounge“ в СИСТЕМИ И КОМПОНЕНТИ.
Дълго време водородът играе подчинена роля в разработването на концепции за неутрално задвижване с CO2 в сектора извън магистралата. Сложното превръщане на други форми на енергия във водород изглежда твърде сложно, за да се постигне целта. Обаче, откакто Европейският съюз стартира „Европейския алианс за чист водород“ (ECH2A) през юли 2020 г., фокусът на промишлеността се насочва все повече към тази тема и не без основателна причина, тъй като регенерираният водород е подходящ не само като гориво за горивни клетки, но може да се използва и директно в двигатели с вътрешно горене и газови турбини. Тъй като водородът е гориво, което не съдържа въглерод, само минимални емисии се получават главно от изгорено смазочно масло. Благодарение на ниските температури на отработените газове, изходът на азотен оксид вече е под граничните стойности, дори без последваща обработка на отработените газове. Ефективната, лесна работа допълнително води до предимство при потреблението в сравнение с конвенционалните двигатели с вътрешно горене.
Водородните двигатели набират темпове
И така, как изглежда идеалното водородно задвижване за багер? СИСТЕМИ И КОМПОНЕНТИ има за цел да отговори на този въпрос с адаптациите на двигателя и турбо двигателя, необходими за постигане на това. Производителят на двигатели Deutz вече представи такъв прототип като алтернатива на технологията на горивните клетки: TCG 7.8 H2. Водородният вариант на шестцилиндровия редови двигател за селскостопански машини също може да се използва в различни хибридни конфигурации в комбинация с електрически задвижвания. Рецептата за успех за двигатели с вътрешно горене без CO2 се състои от ефективно впръскване, слабо изгаряне, рециркулация на отработени газове, турбокомпресор и специален водороден каталитичен конвертор. Проект, който се предприема в Institut für Kolbenmaschinen (Институт за бутални двигатели) към Технологичния институт в Карлсруе (KIT), също е примерен в този контекст. Той изследва потенциала на бъдещите горивни методи, като използва примера на тежкотоварни търговски превозни средства. За да направите това, водородът се инжектира в първата фаза във всмукателния колектор на двигателя и след това, след преобразуване на двигателя, директно в цилиндъра. Чрез този процес директорът на института проф. Томас Кох и неговият екип от учени са в състояние да анализират влиянието на образуването на смеси върху изгарянето. Целта е да се създадат бъдещи технологични пътни карти за задвижване на търговски превозни средства на тази основа и да се определят техническите предизвикателства, свързани с внедряването на водородни двигатели.
Двигателният микс на бъдещето
Ефективността на съвременните извънпътни превозни средства се основава на надеждната и прецизна работа на двигателите. Дизеловият двигател ще остане двигател по избор в технологичния микс в обозримо бъдеще, но сега има конкуренция. Независимо дали са газови, хибридни или електрически, що се отнася до водещата тема СИСТЕМИ И КОМПОНЕНТИ на тема „Зелена ефективност - вдъхновена от решенията“, изложените в Хановер решения ще помогнат за обединяването на пазарните изисквания и регулациите на емисиите.
СИСТЕМИ И КОМПОНЕНТИ се провежда в рамките на Agritechnica, най-голямото търговско изложение в света за селскостопанска техника, в Хановер, Германия, от 27 февруари до 5 март 2022 г.По-ниски емисии и намален разход на гориво: новите концепции на двигателя за приложения извън магистралата съчетават производителността и защитата на климата