I těžké motory je třeba nasadit na zkušební stolici, aby se ověřila požadovaná kvalita výfukových plynů v každém provozním bodě a její snížená spotřeba paliva. Od 27. února do 5. března 2022 společnost SYSTEMS & COMPONENTS, která se koná na německém veletrhu Agritechnica, předvede optimalizaci palivové účinnosti nejnovější generace terénních motorů. Poskytovatelé technologií, kteří budou v Hannoveru vystavovat, nabízejí rozsáhlé systémové kompetence zahrnující inteligentní technologii následného zpracování a vstřikování výfukových plynů pro naftu, bionaftu nebo zkapalněný plyn.
(DLG) Ačkoli jsou spalovací motory, zejména dieselové, ve veřejné debatě obecně považovány za na pokraji vyhynutí, v offroadovém sektoru zdaleka neskončily, představují vysokou dostupnost, spolehlivost a nízké provozní náklady s prokázanými dlouhověkost i za nejtvrdších podmínek. Kromě faktorů specifických pro dané odvětví jsou technologickými hnacími silami zejména účinnost a zákonné požadavky na snižování znečišťujících látek. Pokrok dosažený ve vývoji motorů pro optimalizaci mobilních pracovních strojů z hlediska spotřeby paliva a emisí bude jedním z ústředních témat společnosti SYSTEMS & COMPONENTS, která se bude konat popáté souběžně s Agritechnica v německém Hannoveru.
Nižší emise při vysokém výkonu
Na místě v Hannoveru budou prakticky všichni dodavatelé konvenčních spalovacích motorů přítomni s rozsáhlou řadou řešení, která zákazníkům OEM umožní vyhovět přísným předpisům o emisích výfukových plynů podle evropské úrovně Off-Highway Stage V a US Off-Highway Tier 4 final. Mnoho z těchto nových vývojových trendů důsledně sleduje princip downsizingu: osvědčené komponenty pro vstřikování paliva (systém Common Rail), řízení motoru a vzduchu, stejně jako dodatečné zpracování výfukových plynů společně s menšími motory tvoří pohonné jednotky šetřící palivo.
Dodavatelé věnují velkou pozornost modularitě svých motorových systémů. Komponenty s flexibilní montáží umožňují různé možnosti instalace a integraci systému v souladu s požadavky. Varianty se liší například v důsledku upevnění ventilátorů a řemenových pohonů, krytů hlav válců a olejových vaček z plastu a hliníku, až po turbodmychadla s wastegate nebo regulací plnicího tlaku s proměnnou geometrií turbíny. Na rozdíl od svých dieselových protějšků jsou motory na zemní plyn vybaveny chlazenou recirkulací výfukových plynů. Aby byly splněny emisní předpisy, jsou motory vybaveny systémem následného zpracování výfukových plynů, který se skládá z filtru pevných částic (DPF), selektivní katalytické redukce (SCR) a katalyzátoru oxidace nafty (DOC).
S biomethanem pro klimaticky neutrální mobilitu
Různé požadavky kladené na mobilní stroje, jako jsou sklápěče, mobilní bagry, traktory nebo kombajny, však také znamenají, že neexistuje společné řešení motoru. V této souvislosti bude při hodnocení portfolia motorů důležitá klíčová slova v SYSTÉMECH A KOMPONENTECH otevřenost technologiím. Kromě naftových motorů bude proto na platformě B2B v Hannoveru představena také řada dalších konceptů, jako je paralelní hybrid, prodlužovač dojezdu, plug-in hybrid a plně elektrické systémy. Další důraz na veletrhu bude kladen na alternativní paliva, která mají usnadnit cestu ke klimaticky neutrální mobilitě. K vidění budou mimo jiné také motory na zemní plyn určené speciálně pro terénní aplikace v zemědělských a stavebních strojích. Za reálných provozních podmínek produkují přibližně o deset procent méně oxidu uhličitého než dieselové motory.
V tomto procesu se používání biomethanu stále více přesouvá do středu zájmu v zemědělství, o čemž svědčí New Holland T6 Methane Power - první objemově těžký traktor na světě, který pracuje na 100% metanu. Šestiválcový motor společnosti FPT Industrial se zdvihovým objemem 6.7 litru využívá ve svém interiéru stlačený (CNG), zkapalněný (LNG) nebo obnovitelný (biometan) zemní plyn a splňuje emisní normu EU Stage V díky použití třícestný katalyzátor. Dodání prvních traktorů je naplánováno na několik příštích měsíců roku 2021, přičemž v letošním roce bude vyroben a dodán impozantní počet předobjednávek. V budoucnu bude proto možné doplňování paliva ve vlastní bioplynové stanici farmy, pokud bude k dispozici odpovídající plynový kondicionér. Pokud zařízení navíc fermentuje tekutý nebo pevný hnůj, bilance CO2 může být dokonce záporná.
Syntetická paliva jako nová možnost
Syntetická paliva nabízejí potenciální řešení scénáře s nulovými emisemi uhlíku, který byl doposud relativně přehlížen. Tato paliva lze vyrábět pomocí regenerativní elektřiny. Hlavní výhodou těchto elektrických paliv na bázi kapaliny je jejich vysoká hustota energie, zejména ve srovnání s bateriovými systémy. Pozadí spočívá v tom, že zatímco malá užitková vozidla v zemědělství mohou být plně elektrifikována, pro těžké mobilní pracovní stroje je to velká výzva. Jednou z možností, jak dosáhnout příslušného snížení CO2, je částečná elektrifikace hnacího ústrojí souběžně s menšími motory poháněnými syntetickými palivy. Jedním z příkladů je methanol, který se vyrábí regenerativně a který by mohl být použit jako náhradní náhrada pro offroadový sektor. Výzvou, kterou představují e-paliva, je jejich požadavek na regenerativní elektřinu pro CO2 neutrální elektrolýzu a to, že v současné době není k dispozici v dostatečném množství. O tomto důležitém aspektu na cestě ke klimaticky neutrální budoucnosti budou diskutovat inženýři a odborníci na odborných fórech „Future Lounge“ v SYSTEMS & COMPONENTS.
Vodík hraje po dlouhou dobu podřadnou roli při vývoji koncepcí pohonu neutrálních pro CO2 v offroadovém sektoru. Složitá přeměna jiných forem energie na vodík se zdála pro dosažení cíle příliš složitá. Od chvíle, kdy Evropská unie zahájila v červenci 2 „Evropskou alianci čistého vodíku“ (ECH2020A), se však zaměření průmyslu stále více přesouvá na toto téma, a to bez dobrého důvodu, protože regenerativně vyrobený vodík je nejen vhodný jako palivo pro palivové články, ale lze také použít přímo ve spalovacích motorech a plynových turbínách. Protože vodík je palivo, které neobsahuje žádný uhlík, vznikají pouze minimální emise, zejména ze spalovaného mazacího oleje. Díky nízkým teplotám výfukových plynů jsou výstupy oxidů dusíku již pod mezními hodnotami, a to i bez následného zpracování výfukových plynů. Efektivní štíhlý provoz má navíc za následek výhodu spotřeby ve srovnání s konvenčními spalovacími motory.
Vodíkové motory zrychlují tempo
Jak tedy vypadá ideální vodíkový pohon pro bagr? SYSTÉMY A KOMPONENTY si klade za cíl odpovědět na tuto otázku úpravami motoru a turbomotoru, které jsou k dosažení tohoto cíle nezbytné. Výrobce motorů Deutz již představil takový prototyp jako alternativu k technologii palivových článků: TCG 7.8 H2. Vodíkovou variantu šestiválcového řadového motoru pro zemědělské stroje lze také použít v různých hybridních konfiguracích v kombinaci s elektrickými pohony. Recept na úspěch spalovacích motorů bez CO2 spočívá v účinném vstřikování, chudém spalování, recirkulaci výfukových plynů, přeplňování turbodmychadlem a speciálním vodíkovém katalyzátoru. V této souvislosti je příkladem také projekt realizovaný na Institut für Kolbenmaschinen (Institut pro pístové motory) na Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Zkoumá potenciál budoucích metod spalování na příkladu těžkých užitkových vozidel. Za tímto účelem se vodík vstřikuje v první fázi do sacího potrubí motoru a poté po přestavbě motoru přímo do válce. Prostřednictvím tohoto procesu jsou ředitel ústavu prof. Thomas Koch a jeho tým vědců schopni analyzovat vliv tvorby směsi na spalování. Cílem je na tomto základě vytvořit cestovní mapy budoucí technologie pro pohony užitkových vozidel a určit technické výzvy spojené s implementací vodíkových motorů.
Směs motorů budoucnosti
Výkon moderních terénních vozidel je založen na spolehlivém a přesném provozu motorů. Dieselový motor zůstane v dohledné budoucnosti motorem volby v technologické směsi, ale nyní má konkurenci. Ať už jde o plynový, hybridní nebo elektrický pohon, pokud jde o hlavní téma SYSTÉMY A KOMPONENTY „Zelené účinnosti - inspirované řešeními“, řešení, která se v Hannoveru ukážou, pomohou sjednotit požadavky trhu a emisní předpisy.
SYSTEMS & COMPONENTS se koná v rámci Agritechnica, největšího světového veletrhu pro zemědělské stroje v německém Hannoveru od 27. února do 5. března 2022.Nižší emise a nižší spotřeba paliva: nové koncepce motorů pro aplikace mimo silnice kombinují výkon s ochranou klimatu