На Systems & Components продемонстрируют достижения в разработке двигателей

11.10.2023 350
двигатель

Во всем мире производители двигателей для внедорожной техники вынуждены соблюдать законодательные требования по сокращению выбросов. Хотя постоянное снижение выбросов приносит пользу окружающей среде, но и представляет собой растущую техническую проблему для мобильной техники. С 12 по 18 ноября на мероприятии Systems & Components в рамках Agritechnica в Ганновере, Германия, будет продемонстрирован прогресс, достигнутый поставщиками технологий для оптимизации систем привода и двигателей с точки зрения расхода топлива и выбросов.

Из-за необходимости большой грузоподъемности и бесперебойной работы мобильная техника требует топлива с высокой плотностью энергии. В результате ведущие производители внедорожной техники инвестируют в индивидуализированные комбинации дизельного, газового, водородного и электрического топлива. Модульные портфели продуктов, представленные на выставке Systems & Components, подходят для всех типов внедорожной техники и позволяют гибко реагировать на технологические разработки на соответствующих рынках. Тем не менее, дизельный двигатель, вероятно, еще какое-то время останется наиболее широко используемым силовым агрегатом в сельскохозяйственной и строительной технике. Надежность, низкие эксплуатационные расходы и простота заправки являются причинами его непреходящей привлекательности.

Высокая удельная мощность, чистый выхлоп

Ведущие компании отрасли, такие как Bosch, предполагают, что 80 % всей новой строительной техники мощностью более 56 киловатт во всем мире в 2035 году по-прежнему будут оснащаться «дизельными» двигателями. На выставке Systems & Components в Ганновере поставщики технологий будут демонстрировать, как двигатели сгорания могут внести больший вклад в защиту климата в секторе внедорожной техники в будущем. Предпосылкой для этого является способность адаптироваться к новым стандартам выбросов и находить решения, которые в равной степени снижают расход топлива и общие затраты.

Совсем недавно, снижение пределов европейского стандарта выбросов Stage V привело к корректировке двигателей. Чтобы соответствовать требованиям, поставщики технологий почти полностью исключили выбросы оксидов азота и твердых частиц. что требовало минимально возможных выбросов от двигателя. В результате многие из дизельных двигателей, представленных в Ганновере, представляют собой новые разработки, включающие в себя такие компоненты, как турбокомпрессоры, промежуточные охладители и системы Common Rail.

В этих высокоэффективных конструкциях используется сгорание без рециркуляции выхлопных газов в сочетании с высоким давлением в цилиндре и высоким давлением впрыска. Двигатели, оснащенные системами Common-Rail последнего поколения, теперь имеют пиковое давление до 2500 бар. Вентиляторы с электронным управлением, которые входят в стандартную комплектацию серийных двигателей, улучшают эффективность охлаждения, одновременно снижая расход топлива и уровень шума.

Благодаря использованию синтетического топлива все дизельные системы уже могут внести значительный вклад в сокращение выбросов CO2. Например, компания Deutz одобрила использование всей линейки двигателей TCD на альтернативном дизельном топливе. Это означает, что все двигатели V класса выбросов ЕС до новой серии TCD 5.2, одобрены для работы с парафиновым дизельным топливом в соответствии со спецификацией EN 15940, таким как HVO (гидроочищенное растительное масло) — современное биотопливо, производимое из биологических отходов. , жидкий навоз, использованные кулинарные масла и жиры, не конкурирующие с пищевыми продуктами. Использование такого топлива HVO снижает выбросы углекислого газа в атмосферу до 95 процентов.

Восстановление оксидов азота с помощью SCR

На System & Components вы также найдете все компоненты, необходимые для высокоэффективной нейтрализации выхлопных газов, чтобы внедрить системы Stage V для широкого спектра внедорожной техники, включая широкий спектр решений как для OEM-производителей, так и для вторичного рынка. Помимо простых в обслуживании комбинаций дизельных катализаторов окисления (DOC) и сажевых фильтров (DPF), основное внимание уделяется датчикам выхлопных газов, модулям дозировки и металлическим носителям катализаторов для селективного каталитического восстановления (SCR).

Ярким примером этого является HI-eSCR от FPT Industrial — высокоэффективный каталитический нейтрализатор, который уменьшает количество оксидов азота, содержащихся в выхлопных газах, более чем на 95 процентов и превращает их в воду и азот, оба безвредных элемента. Для этого используется AdBlue, бесцветная смесь воды и мочевины. Она добавляется в поток выхлопных газов в системе доочистки в качестве восстановителя. Раствор преобразуется в потоке выхлопных газов в аммиак, который играет решающую роль в уменьшении оксидов азота. Вся система контролируется блоком управления двигателем, который определяет точное количество AdBlue, которое необходимо добавить, на основе измерений датчиком состава выхлопных газов.

Чтобы еще больше снизить выбросы NOx, компания Bosch усовершенствовала свою технологию SCR для дополнительной очистки выхлопных газов. Двойная система дозирования в сочетании с высокоэффективным регулированием температуры позволяет еще больше снизить содержание оксидов азота. В зависимости от рабочей ситуации система SCR впрыскивает мочевину в каталитический нейтрализатор, расположенный рядом с двигателем, и в дальний от двигателя. Второй впрыск помогает обеспечить практически полную конверсию оксидов азота даже при полной нагрузке.

Водородный двигатель является климатически нейтральной силовой установкой для внедорожников, но даже здесь технология SCR предлагает большой потенциал, поскольку выхлопные газы по-прежнему содержат оксид азота и небольшое количество твердых частиц и несгоревших углеводородов из масляного тракта двигателя. В портфолио специалистов Eberspächer Group имеется система очистки выхлопных газов H2-ICE, специально разработанная для водородных двигателей. Эта технология была адаптирована на основе конверсии оксидов азота при использовании ископаемого топлива.

Альтернативные концепции привода на скоростной полосе

Преимуществом водорода в качестве топлива в мобильной технике является его исключительно чистое сгорание: выбросы углекислого газа водородных двигателей близки к нулю – поскольку водород, в отличие от дизельного топлива, не содержит углерода. Несколько компаний уже представили прототипы, работающие на водороде, в которых не используется технология топливных элементов, например, Deutz с ее TCG 7.8 H2.

На выставке Systems & Components различные производители двигателей, в том числе компания Cummings, продемонстрируют впечатляющие разработки в области безуглеродных технологий двигателей внутреннего сгорания, основанных на эффективном впрыске, процессах сжигания обедненной смеси, рециркуляции выхлопных газов, турбонаддуве и специальных водородных катализаторах. Для производителей строительной и сельскохозяйственной техники, таких как Liebherr, JCB или Fendt, Основная привлекательность этой технологии заключается в том, что обычные двигатели внутреннего сгорания не требуют серьезных структурных модификаций для работы на водороде. Это значительно сокращает затраты на разработку и обеспечивает дальнейший маркетинг существующих моделей машин, которые в соответствии с современным уровнем техники не подходят для электропривода. Кроме того, экологически чистый водород, получаемый из возобновляемых источников электроэнергии, обеспечивает практически нейтральную климатическую нейтральность привода.

В результате как эффективность, так и законодательные требования по выбросам выхлопных газов продолжают оставаться технологическими драйверами для мобильной техники, а экологически чистые концепции привода для внедорожной техники становятся более важными, чем когда-либо. Гибридные концепции, сочетающие в себе двигатели с низким уровнем выбросов и электроприводы, открывают значительный потенциал эффективности трансмиссии, и эта тенденция также будет отражена на выставке Systems & Components с 12 по 18 ноября. Производители машин могут выбрать оптимальное сочетание традиционных и электрических компонентов привода. для их применения на модульной основе.

Фото: Case IH Agriculture

Предоставлено: DLG

Поделиться:

Похожие статьи