A mezőgazdasági dízelmotorok fejlesztése zavartalanul folytatódik a gazdaságos üzemeltetés és a környezetszennyezés mérséklése érdekében. A motorgyártok megkezdték a kisebb teljesítményű munkagépekhez alkalmazható dízel-hibridrendszerek előállítását is.
Az új mezőgazdasági dízelmotorok fejlesztésénél egyre inkább alkalmazzák a „downsizing” (méretcsökkentési) és a „downspeeding” (fordulatszám-csökkentési) elvet. A kipufogógáz-utókezelő berendezések területén is számos változás jelent meg. A teljesség igénye nélkül néhány dízelmotor-újdonságot mutatunk be.
MAN D4276 típusjelzésű 16,2 literes, 6 hengeres, 790 LE-s dízelmotor (forrás: www.engines.man.eu)
Hidraulikus szelephézag-állítás a MAN D4276 motornál (forrás: www.engines.man.eu)
MAN D4276
Az új MAN D4276 dízelmotort az 2019 Agritechnika kiállításon mutatták be (1. kép). A motor 16,2 literes, 6 hengeres soros, 142 mm furatú, 170 mm löketű, egy VTG turbófeltöltős kialakítású. A motor maximális teljesítménye 581 kW (790 LE), 1 800 1/min fordulatszámon, a maximális forgatónyomatéka 3 400 Nm, 950-1 500 1/min fordulatszám tartományban. A motor 142 mm furatú, 170 mm löketű, 1464 mm hosszú, 978 mm szélességű, 1 131 mm magasságú, 1 280 kg tömegű.
A hengerenként négyszelepes motor külön újdonsága a hidraulikus szelephézag-beállítás megvalósítása (2. kép). A Stage V előírást teljesítő motor vízhűtéses kipufogógáz-visszavezető rendszerrel (EGR), dízeloxidációs katalizátorral (DOC), dízel-részecskeszűrővel (DPF) és szelektív katalitikus redukciós (SCR-AdBlue) egységgel rendelkezik.
Mercedes-Benz OM 473 LA típusjelzésű 15,6 literes, 6 hengeres, 625 LE-s dízelmotor (forrás: www.roadstars.mercedes-benz.com)
Deutz TDC 9.0 L4 típusjelzésű 9 literes, 4 hengeres, 402 LE-s dízelmotor (forrás: www.deutz.com)
MERCEDES-BENZ OM 473 LA
Az új OM 47x sok célú motor családot nemcsak teherautóknál, hanem a mezőgazdasági gépekhez például a Claas 8700 és 8800 kombájnoknál is alkalmazzák.
A Mercedes-Benz OM 473 LA típusjelzésű dízelmotor a motorcsalád legerősebb tagja (3. kép). A motor 6 hengeres, soros elrendezésű, 15,6 liter lökettérfogatú, 139 mm furatú, 171 mm löketű és teljesítménye 460 kW (625 LE) 1600 1/min fordulatszámon, maximális nyomatéka 3 000 Nm 1 100 1/min fordulatszámnál. A motor hengerenként 4 szeleppel és két felső vezérműtengellyel (DOHC vezérléssel) rendelkezik. A kompakt építésű motor tömege 1 385 kg.
A motor X-Pulse hajtóanyag-ellátó rendszere innovatív Common Rail kialakítású, amellyel változó mennyiségű hajtóanyag fecskendezhető be a milliszekundumos befecskendezési időben, több szakaszban.
Az OM 473 LA motor újdonsága az is, hogy turbocompound rendszerrel rendelkezik, amelynél a szokásos turbófeltöltő után a kipufogógáz maradék energiájának kinyerése egy második turbinát is alkalmaznak. Az így nyert mozgásenergia hidrodinamikus tengelykapcsolón és fogaskerék-áttételen keresztül a motor főtengelyére kerül. Ezzel az összetett turbocompound technikával az alapmotorhoz képest mintegy 50 kW (68 LE) teljesítménynövelés érhető el.
A motor Stage V levegőszennyezési előírást teljesíti, a hűtöttkipufogógáz-visszavezetéssel (EGR), dízeloxidációs katalizátorral (DOC), szelektív katalitikus redukció berendezéssel (SCR-AdBlue) és dízel-részecskeszűrővel (DPF). A motor újdonsága, hogy EGR visszavezetés az első három hengerből származó kipufogógázokról van kialakítva, ezzel teljesítmény nyereség érhető el. A Mercedes-Benz OM 473 LA sikerére jellemző, hogy Detroit Diesel DD16 és MTU 6R 1500 C motorként is gyártásra kerül.
Liebherr D964 típusjelzésű 9 literes, 4 hengeres, 407 LE-s dízelmotor (forrás: www.liebherr.com)
John Deere PowerTech 13.6 L típusjelzésű 13,6 literes, 6 hengeres, két turbótöltős, 688 LE-s dízelmotor (forrás: www.deere.com)
DEUTZ TCD 9.0 L4
Az új Deutz TDC 9.0 L4 típusjelzésű dízelmotor a „2018. Év Dízelmotorja” cím tulajdonosa, a „downsizing” jegyében készül és első tagja egy új generációs motorcsaládnak (4. kép). Ez a motor 9 literes lökettérfogatú, 4 hengeres, soros, egy turbófeltöltővel és intercooler levegő-visszahűtővel, valamint fejlet termomenedzsmenttel, valamint vezérlő elektronikával rendelkezik.
A TCD 9.0 L4 dízelmotor névleges teljesítménye 300 kW (402 LE), 1900 1/min alacsony motorfordulatszámnál, a maximális forgatónyomaték 1 700 Nm, 1 200÷1 600 motorfordulatszám-tartományban. A motor legalacsonyabb működési fordulatszáma 600 1/min. értékű.
A motor és a kipufogógáz-utókezelés (EAT) optimalizálva van, a kiváló rendszerhatékonyság és az alacsony hajtóanyag-fogyasztás elérése, valamint a működési költség csökkentése érdekében. A motor újdonsága a szabadalommal védett kipufogógáz-utókezelési rendszer (EAT), amely nem rendelkezik kipufogógáz-visszavezetéssel (EGR-lel), csak egy egységbe csomagolt dízeloxidációs katalizátorral (DOC), szelektív katalitikus redukciós rendszerrel (SCR) és kisméretű dízel-részecskeszűrővel (DPF). A TCD 9.0 L4 dízelmotor teljesíti az Tier 4 Final, illetve a Stage V környezetvédelmi előírásokat. A motor külön érdekessége, hogy rendkívül kompakt építésű, igen kisméretű és száraz tömege csak 750 kg.
Cummins B 6.7 típusjelzésű 6,7 literes, 6 hengeres, 310 LE-s dízelmotor (forrás: www.cummins.com)
Cummins B 6.7 motor rotációs turbótöltő-vezérléssel (RTC) (forrás: www.cummins.com/news)
LIEBHERR D964 DÍZELMOTOR
Az új Liebherr D964 típus jelzésű mezőgazdasági dízelmotor (5. kép) négyütemű, 4 hengeres, soros elrendezésű, folyadékhűtésű, 9 literes, 135 mm furatú, 157 mm löketű, turbófeltöltős, amelynek maximális teljesítménye 300 kW (407 LE), 1 900 1/min fordulatszámon és maximális nyomatéka 1 700 Nm, 1 400 1/min fordulatszám mellett. A közvetlen befecskendezésű dízelmotort magas szintű rendszerintegráció jellemzi. A saját fejlesztésű ECU3 elektronikus rendszer vezérli a szintén saját fejlesztésű „11.2 Common Rail” hajtóanyag-ellátó berendezést, amelynek maximális nyomása 2 200 bar.
A D964 motor a StageV előírást az egy egységbe integrált Liebherr SCRFilter rendszerrel teljesíti, amely magába foglalja a dízeloxidációs katalizátort (DOC) és a szelektív katalitikus rendszert (SCR +AdBlue), valamint az új kisméretű dízel-részecskeszűrőt (DPF) is.
A négy hengeres Liebherr D964 dízelmotor külön újdonsága, hogy a forgattyús mechanizmusa kiegyenlítőtengellyel van felszerelve, amellyel a dinamikus erőket lehet kompenzálni a motor igen nyugodt járása érdekében. Ilyen megoldás eddig csak az autótechnikában volt használatos.
Cummins B 6.7 motor kipufogógázutókezelő berendezése (forrás: www.cummins.com/news)
FPT Industrial F28 típusjelzésű 2,8 literes, 4 hengeres, 74,73 LE-s dízelmotor (forrás: www.fptindustrial.com)
JOHN DEERE POWERTECH 13.6 L
A John Deere új, saját gyártású, legnagyobb teljesítményű mezőgazdasági dízelmotorja PowerTech 13.6 L típusjelzésű (6. kép). Ez a motor 6 hengeres soros, 13,6 liter hengertérfogatú, egy vagy két turbós, levegő-visszahűtésű, Common Rail hajtóanyag-ellátású. A motor maximális teljesítménye és nyomatéka egy turbós esetben 415 kW (556 LE) / 2 000 1/min/, 2 510 Nm / 1 550 1/min/; két turbótöltő esetében 513 kW (688 LE) /1900 1/min/, 3 050 Nm /1 550 1/min/. A motor további adatai egy turbós [két turbós] esetben: száraztömeg 1 468 kg [1 500 kg], hossza 1 460 mm [1 460 mm], szélessége 890 mm [948 mm], magassága 1 366 mm [1 547 mm].
A Stage V emissziós előírás teljesítése érdekében a 13.6 L dízelmotorhoz átvették a korábban jól bevált, teljes körű elektronikus vezérlést és a hűtöttkipufogógáz-visszavezetést (EGR). A motorhoz két nagyságban készítenek új, integrált kipufogógáz-utókezelő berendezést (IEC). Az IEC tartalmazza a dízeloxidációs katalizátort (DOC), a szelektív katalitikus redukció berendezést (SCR-AdBlue) és a dízel-részecskeszűrő (DPF) rendszert.
Kohler K-HEM 2504 jelzésű hibrid energiamodult (forrás: www.oemoffhighway.com)
Perkins Syncro 2,8 alap motor (904J-E28TA) 2,8 literes, 4 hengeres, 74 LE-s dízelmotor (forrás: www.perkins.com)
CUMMINS B 6.7
A közeljövő egyik legnépszerűbb mezőgazdasági dízelmotor típusa a z amerikai Cummins B 6.7 lesz (7. kép). Ez a kompakt építésű dízelmotor 6,7 liter lökettérfogatú, 6 hengeres, soros henger elrendezésű, 231 kW (310 LE) maximális teljesítményű 2 200 1/min fordulatszámon és maximális nyomatéka 1 288 Nm 1500 1/min fordulatszám mellett. A hajtóanyag-befecskendező Bosch HPCR rendszer 2 000 bar nyomást is kifejthet. A könnyű motor száraz tömege mindössze 481 kg.
A Cummins motor újdonsága az új turbótöltő és annak rotációs turbótöltő-vezérlése (RTC). A rotációs szelep elforgatásával lehet szabályozni a turbina beömlési nyílásának nagyságát, a turbinára kerülő kipufogógáz mennyiségét (8. kép). Az RTC vezérléssel finomabban lehet a turbótöltő szabályozását megvalósítania, mint a wastegate-szeleppel, vagy mint a VTG (változtatható turbina geometria) szerkezettel. A kipufogógáz-utókezelő berendezés is újszerű, mert kétfázisú (SCR1-SCR2) összetett SCR-AdBlue rendszerrel és az integrált Cummins Single Module (DOC+DPF) berendezéssel rendelkezik (9. kép). Az SCR rendszerek kiemelkedő hatékonysága feleslegessé teszi az (EGR) kipufogógáz-visszavezetést, és a motor így is teljesiti a Stage V előírást.
Perkins Syncro 2,8 mikró hibrid-villamos kialakítású motor (forrás: www.oemoff highway.com)
FPTINDUSTRIAL F28
Az új FPT Industrial F28 jelzésű dízelmotor a „2020. Év Dízelmotorja” cím birtokosa (10. kép). A motor 4 hengeres, soros elrendezésű, hengerenként csak két szelepes, 2,8 literes, Common Rail közvetlen befecskendezésű, wastegate vezérlésű turbótöltős, levegő-visszahűtésű, teljesítménye 55 kW (74,73 LE) 2 300 1/min fordulatszámon és maximális nyomatéka 375 Nm 1 400 1/min fordulatszám mellett. A motor újdonsága többek között a hengerenként két szelep alkalmazása és az új kipufogógáz utókezelő berendezés kialakítása. A StageV teljesítés esetén a kipufogógáz-utókezelő rendszer ecEGR+DOC+DPF, az amerikai Tier 4f igény kielégítésekor ecEGR+ DOC. A gyár tehát integrált kipufogógáz-visszavezetés alkalmazása (ecEGR) mellett elhagyta az európai változat esetén az SCR (AdBule) rendszert, az amerikai kialakítás esetén a dízel-részecskeszűrőt (DPF) is.
Perkins Syncro 2,8 hibrid-hidraulikus motor (forrás: www.oemoff highway.com)
KOHLER K-HEM 2504
A mezőgazdasági gépek hajtáskialakítása a jövőben részben hibrid rendszerű lesz. A motorgyártók megkezdték a kisebb teljesítményű munkagépekhez alkalmazható dízel-hibridrendszerek előállítását is.
A Kohler 2019 évvégén bemutatta a K-HEM 2504 jelzésű hibrid energiamodult (11. kép). Ez a párhuzamos hibrid egység KDI 2504TCR 55,4 kW (74,3 LE) dízelmotorból áll, amely teljesíti a Stage V előírást, SCR használata nélkül. A lendkerék helyén található a 48 V-os generátor-villanymotoregység, amelynek csúcsteljesítménye 19,5 kW (26,1 LE) és tartós teljesítménye 9 kW (12,2 LE). A KDI 2504TCR motor folyadékhűtésű, wastegate turbófeltöltős, Common Rail közvetlen befecskendezésű dízelmotor, amelynek lökettérfogata 2 482 cm3, 4 hengeres, soros, hengerenként 4 szelepes, hidraulikus szelephézag-állítású, furata 88 mm, lökete 102 mm, száraz tömege 267 kg.
Perkins Syncro 2,8 hibrid-mechanikus motor (forrás: www.oemoff highway.com)
PERKINS SYNCRO 2,8
A gyár Perkins Syncro termékcsalád elnevezéssel hibrid rendszerű dízelmotorokat kínál. Elsőként 2019-ben a Perkins® Syncro 2,8 terméket mutatták be, és újdonságként mindjárt három villamos, hidraulikus, mechanikus hibrid változatban.
A Perkins Syncro 2,8 alap motorra (904J-E28TA) (12. kép), 4 ütemű dízel, 4 hengeres, soros, 2,8 liter hengertérfogatú, furat 90 mm, löket 110 mm, turbófeltöltős, közvetlen befecskendezésű, maximális teljesítménye 55 kW (74 LE) 2 800 1/min fordulatszámon, maximális nyomatéka pedig 380 Nm 1 360 1/min fordulatszám mellett, a száraz tömege 340 kg. A Stage V előírást DOC+DPF rendszer alkalmazásával teljesíti a motor.
A mikró hibrid-villamos kialakításnál a dízelmotoron 20 kW-os, 48 V-os villamos generátor-villanymotoregység található (13. kép). Az energiatárolást és -visszaszolgáltatást lítium-ion akkumulátor végzi. Ennek a kivitelnek hátránya a megnövekedett helyigény.
A hibrid-hidraulikus megoldás (14. kép) a dízelmotorra szerelt hidraulikus szivattyúmotor-egységből és az energia tárolására szolgáló hidroakkumulátorból áll. Ez a kistérfogatú kialakítás praktikus és olcsó hibrid megoldást jelent főleg akkor, ha a munkagép hidraulikus rendszerébe integrálható.
A hibrid-mechanikus kialakításnál (15. kép) a dízelmotoron egy nagy sebességű lendkerékben tárolják a felesleges energiát, amelyet terhelésnövekedés esetén vissza lehet táplálni a motor főtengelyére. Ennek a megoldásnak alkalmazása különösen hasznos lehet gyors, ciklikus műveletet végrehajtó munkagép esetén. A Perkins hibrid hajtás változataival új lehetőségeket kínál a mezőgazdasági gépgyártók számára.
Dr. Varga Vilmos ny. egyetemi docens
