A Systems & Components bemutatja a nagy teherbírású motorok fejlesztésében elért eredményeket.
A világ minden táján a mezőgazdasági és más off-highway gépek motorjainak gyártói kénytelenek lépést tartani a károsanyag-kibocsátás csökkentésére vonatkozó jogszabályi követelményekkel. Miközben az egyre alacsonyabb kibocsátások a környezet javát szolgálják, a kibocsátáscsökkentés egyre nagyobb műszaki kihívást jelent a mobil gépek számára. A november 12. és 18. között a hannoveri Agritechnica keretében megrendezendő Systems & Components rendezvényen a technológiai beszállítók a meghajtórendszerek és motorok üzemanyag-fogyasztása és kibocsátás optimalizálása terén elért eredményeket mutatják be.
A nagy teherbírás és a megszakítás nélküli működés miatt a mobil gépek nagy energiasűrűségű üzemanyagokat igényelnek. Ennek eredményeként az ágazat vezető gyártói a dízel, a gáz, a hidrogén és az elektromos energia testre szabható kombinációiba fektetnek be. A Systems & Components kiállításon bemutatott moduláris termékportfóliók a terepen dolgozó gépek minden típusához alkalmasak, és lehetővé teszik az adott piac technológiai fejlődésére való rugalmas reagálást. Mindazonáltal a dízelmotor valószínűleg még jó ideig a mezőgazdasági és építőipari gépeknél a legszélesebb körben használt erőforrás marad. Tartós vonzerejének oka robusztussága, alacsony üzemeltetési költségei és egyszerű üzemanyag-utántöltése.
NAGY TELJESÍTMÉNYSŰRŰSÉG, TISZTA KIPUFOGÓGÁZ
Az iparág vezető vállalatai, mint például a Bosch, azt feltételezik, hogy 2035-ben világszerte az új, 56 kilowattnál nagyobb teljesítményű építőipari gépek 80 százaléka még mindig „dízel” motorral lesz felszerelve. A hannoveri Systems & Components szakkiállításon a technológiai beszállítók bemutatják, hogy a belsőégésű motorok hogyan járulhatnak hozzá a jövőben jobban a klímavédelemhez az off-highway ágazatban. Ennek előfeltétele, hogy képesek legyenek alkalmazkodni az új kibocsátási előírásokhoz, és olyan megoldásokat találjanak, amelyek egyaránt csökkentik az üzemanyag-fogyasztást és az összköltségeket. Legutóbb az európai Stage V kibocsátási szabványban szereplő határértékek csökkentése vezetett a motorok kiigazításához. Az előírások betartása érdekében a technológiai szállítók mostanra szinte teljesen megszüntették a nitrogén-oxid-kibocsátást. Ennek eredményeként a Hannoverben bemutatott dízelmotorok közül sok új fejlesztésű, amelyek olyan alkatrészeket tartalmaznak, mint a turbófeltöltők, intercoolerek és common-rail rendszerek. Ezek a nagy hatékonyságú konstrukciók a kipufogógáz-visszavezetés nélküli égést alkalmazzák, nagy hengernyomással és nagy befecskendezési nyomással párosítva. A common-rail rendszerek legújabb generációjával felszerelt motorok csúcsnyomása ma már akár 2500 bar is lehet. Az elektronikusan vezérelt ventilátorok, amelyek a sorozatgyártású motorokban alapfelszereltségnek számítanak, javítják a hűtési teljesítményt, miközben csökkentik az üzemanyag-fogyasztást és a zajszintet.
A szintetikus üzemanyagok használata révén mindezek a dízelalapú rendszerek már most is jelentősen hozzájárulhatnak a CO2-csökkentéshez. A Deutz például a teljes TCD motorválasztékát jóváhagyta alternatív dízelüzemanyagokkal való használatra. Ez azt jelenti, hogy az EU V kibocsátási osztályába tartozó valamennyi motor az új TCD 5.2 sorozatig engedélyezett az EN 15940 specifikációnak megfelelő paraffinos dízelüzemanyagokkal való üzemeltetésre, mint például a HVO (hidrogénezett növényi olaj) – egy olyan fejlett bioüzemanyag, amelyet biológiai hulladékanyagokból, trágyából, használt étolajokból és zsírokból állítanak elő, és amely nem állítja versenybe az élelmiszertermelést. Az ilyen HVO-üzemanyagok használata akár 95 százalékkal javítja a motorok szén-dioxid-kibocsátását.
NITROGÉN-OXIDOK CSÖKKENTÉSE SCR SEGÍTSÉGÉVEL
A System & Components-nél a hatékony kipufogógáz-utókezeléshez szükséges összes alkatrész megtalálható, a Stage V rendszereknek az off-highway alkalmazások széles skálájához történő megvalósításához, beleértve az OEM-gyártók és az utópiac számára egyaránt széles körű megoldásokat. A könnyen karbantartható dízeloxidációs katalizátorok (DOC) és dízel részecskeszűrők (DPF) kombinációi mellett a fő hangsúly a kipufogógáz-érzékelőkön, az adagolómodulokon és a szelektív katalitikus redukcióhoz (SCR) szükséges fém katalizátorhordozókon van. Az FPT Industrial által gyártott HI-eSCR ezt képviseli – ez egy rendkívül hatékony katalizátor, amely több mint 95 százalékkal csökkenti a kipufogógázban lévő nitrogén-oxidokat, vízzé és nitrogénné alakítja át őket, azaz ártalmatlan elemekké. Ehhez az utókezelő rendszerben a kipufogógáz-áramhoz redukálószerként AdBlue-t, víz és karbamid színtelen keverékét adagolják. Az oldat a kipufogógáz-áramban ammóniává alakul, amely döntő szerepet játszik a nitrogén-oxidok csökkentésében. Az egész rendszert egy motorvezérlő egység felügyeli, amely a kipufogógáz-összetétel szenzoros mérései alapján pontosan meghatározza a hozzáadandó AdBlue mennyiségét.
Az NOx-kibocsátás további csökkentése érdekében a Bosch továbbfejlesztette a kipufogógáz-utánkezelés SCR-technológiáját. A nagy teljesítményű hőmérséklet-szabályozással kombinált kettős adagolási rendszer lehetővé teszi a nitrogén-oxidok további csökkentését. Az SCR-rendszer az üzemi helyzettől függően karbamidot fecskendez egy, a motorhoz közeli és egy, a motortól távolabbi katalizátorba. A második befecskendezés segít a nitrogén-oxidok szinte teljes átalakításában még teljes terhelés mellett is.
A hidrogénmotor egy klímasemleges meghajtási rendszer a terepi járművek számára, de az SCR technológia még itt is nagy lehetőségeket rejt magában, mivel a kipufogógáz még mindig tartalmaz nitrogén-oxidot, valamint kis mennyiségű részecskét, és a motorolaj útjából származó, el nem égett szénhidrogéneket. A H2-ICE kipufogógáz-tisztító rendszerrel az Eberspächer csoport szakemberei egy olyan rendszerrel rendelkeznek a portfóliójukban, amelyet kifejezetten hidrogénmotorokhoz terveztek. A technológiát a fosszilis tüzelőanyaggal működő alkalmazásokban alkalmazott nitrogén-oxid átalakításból adaptálták.
ALTERNATÍV HAJTÁSI KONCEPCIÓK A GYORSÍTÓSÁVBAN
A hidrogén mint üzemanyag előnye a mobil gépeknél a rendkívül tiszta égés: a hidrogénmotorok szén-dioxid-kibocsátása közel nulla – mivel a hidrogén a dízelüzemmel ellentétben nem tartalmaz szenet. Több vállalat már bemutatott olyan hidrogénüzemű prototípusokat, amelyek nem használnak üzemanyagcellás technológiát, mint például a Deutz a TCG 7.8 H2–vel. A Systems & Components kiállításon különböző motorgyártók, köztük a Cummins, a szénmentes belsőégésű motorok technológiájának izgalmas fejlesztéseit mutatják be, amelyek a hatékony befecskendezésen, a csökkentett égésű eljárásokon, a kipufogógáz-visszavezetésen, a turbófeltöltésen és a speciális hidrogénkatalizátorokon alapulnak. Az olyan építőipari és mezőgazdasági gépgyártók, mint a Liebherr, a JCB vagy a Fendt számára e technológia fő vonzereje az, hogy a hagyományos belső égésű motorok hidrogénnel való működéséhez nincs szükség nagyobb szerkezeti módosításokra. Ez jelentősen csökkenti a fejlesztési ráfordításokat, és lehetővé teszi a jelenlegi gépmodellek további forgalmazását, amelyek a technika jelenlegi állása szerint nem alkalmasak elektromos meghajtásra. Emellett a megújuló villamos energiából előállított zöld hidrogén biztosítja, hogy a meghajtás gyakorlatilag klímasemleges legyen.
Ennek eredményeként a hatékonyság és a kipufogógáz-kibocsátásra vonatkozó jogi követelmények továbbra is a mobil gépek technológiai mozgatórugói maradnak, és a környezetbarát hajtáskoncepciók a terepjáró alkalmazásokban fontosabbak, mint valaha. Az alacsony károsanyag-kibocsátású motorokat elektromos meghajtással kombináló hibrid koncepciók jelentős hatékonysági potenciált nyitnak meg a hajtásláncban, és ez a tendencia a november 12-18. között megrendezendő Systems & Components kiállításon is megjelenik. A gépgyártók modulárisan választhatják ki a hagyományos és elektromos hajtáskomponensek optimális kombinációját az alkalmazásukhoz.
A DLG cikke alapján összeállította: Fodor Mihály
