ЕЛ МЕДИА - направление СЕЛСКО СТОПАНСТВО ЕЛ МЕДИА - направление ЕНЕРГИЯ
ЕЛ МЕДИА - направление ИНДУСТРИЯ

ИНФРАБИЛД - Строители списание за инфраструктурно строителствогодина XIII, брой 1, 2019

Двигатели

по-малко вредни емисии

Намаляването на стойностите на емисиите е нарастващо техническо предизвикателство за всички производители на двигатели и машини като емисионният стандарт Етап V ще трябва да влезе в сила в Европа през 2019 г. и ще включва нови пределни стойности на емисиите за дизелови двигатели и такива с искрово запалване, използвани в разнообразни приложения. Обхватът на законодателството ще се разширява и ще включва двигатели с мощност под 19kW и над 560kW като Етап V ще включва не само пределни стойности за общата маса на емисиите на прахови частици, както е при сегашния стандарт Етап IV, но също ще ограничава броя на изхвърлените частици.

Базираният в Германия производител на двигатели Hatz, чийто двигатели са в мощностния обхват до 56kW, се заема с този въпрос чрез преминаване към нова технология на по-ранен етап, поставяйки акцент върху по-строгите разпоредби за отработените газове, които се очакват в бъдеще. Hatz двигателите с мощност до 18kW вече отговарят на изискванията на Етап V без да са необходими някакви модификации. Междувремено, двигателите от H-Серията на компанията с обхват на мощността от 18kW до 56kW бяха предварително подготвени за последващо третиране на отработените газове, което означава, че крачката към двигателя, съвместим с Етап V, не е далече.

Оборудвани с дизелов филтър за твърди частици (DPF), двигателите от тази серия отговарят на изискванията на бъдещите стандарти ЕС Етап V без ограничения в използваемия обхват на скоростта. Също така, няма да се изисква третиране на отработените газове с патентованите и тествани Hatz двигатели от сериите B, D и G, както и при двигателите 2M41 и 2L41, за да отговарят на стандартите ЕС Етап V. В резултат на това на клиентите няма да се налага да правят модификации, когато новото законодателство влезе в сила. Спецификациите за разработване на новата H-серия включваха свеждане до минимум на загубите от триене, ниска консумация на гориво и масло и намаляване на размерите за оптимален профил на натоварването. За да отговарят на тези спецификации, H50TIC моделите бяха оборудвани с разделими и лесни за поддръжка дизелов оксидационен катализатор (DOC) и DPF комбиниран филтър като по този начин те се превърнаха в H50TICD модели.

Изгарянето също е пречистено с интелигентната Hatz Авангардна Стратегия за Изгаряне (iHACS), означавайки, че емисиите на твърди частици са сведени до минимум и генерирането на пепел е редуцирано, правейки третирането на отработените газове по-ефективно. За своите модели от Етап V Hatz разработи своя DPF система, която използва оптимизирана Hatz Технология за Последващо Третиране на Отработените Газове (optiHEAT). За това бе постигнат баланс между капацитета на съхраняване и времето за подгряване, за да бъде DPF подложката с разумни размери. Също критична бе стратегията за регенерация, която трябваше да се приведе в съответствие с оперативното време за използване на машината и нейния експлоатационен живот.

Освен това, разширяемата модулна система дава възможност за гъвкава инсталация и лесна поддръжка.

Hatz твърди, че благодарение на осъществения напредък в свързаните с емисиите области при разработването на двигатели – впръскване, изгаряне, турбокомпресия и третиране на отработените газове, компанията бе в състояние да произведе някои от най-чистите дизелови двигатели на пазара, движейки се към нулеви емисии.

Минимизиране на емисиите
Работейки също за минимизиране на емисиите, Volvo Penta разкри своята ЕС Етап V концепция, включваща двигателите D5, D8, D11, D13 и D16, предоставяйки същия мощностен обхват като съществуващото предложение за индустриални, off-road (с повишена проходимост) приложения от 105kW до 565kW.

Считана, че е конструирана, имайки предвид бъдещите нужди на клиентите, новата Етап V платформа от Volvo Penta e оптимизирана да отговори на предстоящите емисионни стандарти, докато осигурява инсталационно сходство между различните емисионни нива. Така двигателят е съвместим, от Етап II до Етап V, което улеснява производителите да се справят с променящите се емисионни стандарти.

Предложена е цялостна система, в която двигателят и Системата за Последващо Третиране на Отработените Газове (EATS) работят в хармония, за да направят последващото третиране по-ефективно и двигателят по-малко сложен. Това се подпомага от турбото с фиксирана геометрия, с което са оборудвани двигателите, което също редуцира консумацията на гориво. „Common rail” системата за впръскване на гориво също редуцира консумацията на гориво, както и намалява нивата на шума. Двигателите използват неохладена рециркулация на отработените газове (EGR), за да предоставят ефективно управление на топлината на двигателя.

Електрическият регулатор на налягането на отработените газове и входната дроселова клапа позволяват на системата да функционира без да е необходимо да се впръсква гориво в потока отработени газове за повишаване на температурата. Следователно, отработените газове са с оптимална температура, когато преминават през EATS. По-малкото отхвърляне на топлина от системата означава, че се изисква по-малко охлаждане.

Стратегията за регенерация, използвана от Volvo Penta, също е създадена за по-лесна работа. Пасивната регенерация по време на нормална работа се увеличава максимално по начина, по който двигателят и EATS работят заедно. Също така се счита, че високaта технология за селективна каталитична редукция (SCR) ще даде възможност да се използва по-малко сложен, устойчив двигател.

Ако е необходимо, монтираните в двигателя устройства за управление на топлината автоматично увеличават температурата на отработените газове и двигателната концепция осигурява EATS лесно да поддържа благоприятна температура по време на нормална работа.

Не е необходима високотемпературна регенерация поради факта, че не се изисква регенериране на сяра в SCR катализатора като е нужна само регенерация на сажди за почистване на DPF.

Инвестиционна програма
Базираната в Обединеното Кралство JCB Power Systems също представи нов двигател, съвместим с EC Етап V. 3-литровият JCB430 DieselMax двигател се присъединява към 4.4, 4.8 и 7.2-литровите модели и се счита, че предлага по-големи икономии на гориво.

Конструиран специално за оперативни цикли на строителни и индустриални машини от среден клас, новият двигател се счита, че използва до 8% по-малко гориво от 4.4-литровия JCB EcoMax двигател, докато същевременно тежи 30% по-малко. Пуснат първоначално с мощност 55kW, Етап IIIB, двигателят има въртящ момент 400Nm при 1300rpm. Той отговаря на необходимото законодателство за емисиите без каквито и да е изисквания за скъпи DPF, SCR или добавки , или последващо третиране на отработените газове като е подходящ за широк обхват от строителни машини от среден клас. Двигателят е конструиран да бъде готов за ЕС Етап V емисионни стандарти и ще бъде наличен с допълнителни стойности на мощността в бъдеще. Друга основна характеристика е неговата стабилност. Двигателят за работа при тежки условия е с чугунена фундаментна плоча и монтирана отзад зъбна предавка за удължен експлоатационен живот и нисък оперативен шум.

JCB Power Systems избра да използва автоматични регулатори на клапаните за първи път в двигателя, което елиминира необходимостта от периодична настройка на клапаните, редуцирайки престоите и повишавайки производителността. Системата с въздушен тегловен разходомер дава възможност двигателното управляващо устройство (ECU) да балансира и доставя правилното количество гориво към двигателя независимо от температурата, надморската височина или плътността на въздуха. Тя е интегрирана в самия двигател, свеждайки до минимум подготвителните работи по входящата система за въздух и настройките по двигателя, изисквани за различни машинни конфигурации. Още повече, монтажните интерфейси са споделени с тези на по-големите 4.4 и 4.8-литрови двигатели, правейки по-лесно инсталирането в съществуващите машини.

JCB430 DieselMax има стандартно 45˚-ова способност за изкачване, давайки възможност да бъде използван в широк обхват от машини. Той може също да бъде оборудван с двигателно управляващо устройство, монтирано на двигателя или на шасито, и да е подходящ за работа в разнообразни приложения.

Задоволяване нуждите на клиентите
Caterpillar също представи нов двигател, който се счита, че е готов да отговори на нуждите на клиентите относно EC Етап V. 6-цилиндровият C9.3B комбинира нова „common rail“ горивна система с високо налягане с опростени въздушна и електрическа системи, както и със система за последваща обработка. Двигателят е с мощност 340kW и въртящ момент 1993Nm от пакет, който е близо 140kg по-лек от своя предшественик.

За клиентите от строителството, изискващи EC Етап V, Cat се фокусира върху опростяване дизайна на двигателя и подобряване на неговата ефективност. За тази цел 30% са извадени от пакетния размер за последващо третиране в сравнение с предишния дизайн. Гъвкавостта също е повишена поради факта, че Cat предлага монтирано на двигателя последващо третиране (ЕМАТ) и индустриални захранващи устройства (IPU) директно от фабриката. За по-предизвикателни инсталации е налично дистанционно монтирано последващо третиране, което изисква само добавяне на електрически проводници, охлаждаща течност и флуид за впръскване в изгорелите газове.

Единичен модул
Cummins също пусна на пазара серия от продукти, насочени към задоволяване нуждите на клиентите, имайки специално предвид емисионните стандарти. Cummins системата с единичен модул предлага по-компактно решение от обичайните DPF и SCR системни пакети. Дизайнът с единично преминаване повишава ефективността на способностите за редуциране на емисиите, подобрявайки характеристиките на двигателя. Неговата пасивна регенерация свежда до минимум необходимостта от превантивна поддръжка, което запазва престоите минимални.

Технологичната компания Cummins Turbo Technologies разработи турбокомпресори от следващо поколение с клапан за насочване на отработените газове и с променлива геометрия, които са специфични за изискванията на пазарите за строителна техника и на тези за машини с висока проходимост.

Новата технология включва разработването на високоефективни компресор и турбина, конструирани за работа при тежки условия и осигуряващи подобрена консумация на гориво. Също така, новият електрически клапан за насочване на отработените газове дава възможност за по-гъвкава работа.

Подобрените лагерни системи на турбокомпресорите са по-устойчиви и предоставят по-голяма надеждност, спомагайки за редуцирането на престоите в резултат на грешки и повреди.

Относно престоите според Cummins е имало увеличение в търсенето на информационен мениджмънт и усъвършенствана телематика.

Connected Diagnostics („Свързана диагностика“) е отговорът на Cummins на този въпрос. Тя използва безжична технология за предаване на ключови GPS данни и такива за двигателната система, които се трансформират в обвързваща информация, използвайки Cummins анализи. Тя не само детектира и определя точно потенциалните грешки преди те да станат проблемни, но и предоставя информация на таймери за намалена мощност на двигателя, които може да са били задействани от грешката. След това собственикът на двигателя може да предприеме действия, знаейки часа и въздействието на нерешеното намаление на мощността, следователно спомагайки за предотвратяване на увеличаваща се повреда на двигателя.

Телематика с ниска цена
SmartCap е едно телематично решение, пуснато наскоро на пазара от Perkins, което се счита за телематично устройство с ниска цена. То представлява една smart капачка, предназначена да замени капачката на гърловината за наливане на масло и може да се използва в нови и съществуващи Perkins механични и електронни двигатели. SmartCap дава възможност на потребителите да свързват своите мобилни устройства към техните устройства чрез безплатното приложение Perkins My Engine на техните смартфони. След това капачката изпраща данни към приложението, предлагайки на потребителите практическа информация за работни часове на двигателя, местоположение на двигателя, сервизни напомняния и времена на изключване и включване, измежду многото други неща.

Междувременно, John Deere пусна на пазара ново допълнение към своята фамилия от телематични продукти.

Модулният Телематичен Гейтуей 4G (MTG 4G LTE) е мобилна комуникационна и обработваща платформа, подходяща за усъвършенствани телематични приложения като мониторинг на състоянието на машините, авангардна логистика, машинен контрол, безжично („over the air”) програмиране и дистанционна диагностика.

Той се характеризира с интегриран 4G LTE модем, поддържащ области с разширено покритие и високи скорости на предаване на данни в клетъчните мрежи. Бордната двулентова безжична връзка свързва от една машина към друга машина всяка безжична точка на достъп или всяко потребителско преносимо устройство, или таблет.

Откакто придоби италианския производител на двигатели Lombardini през 2007 г., базираната в САЩ компания Kohler се превърна във важен играч на европейския пазар. Kohler наскоро представи своите двигатели с три вида гориво, които подчертават усилията на компанията за използване на алтернативни горива. Счита се, че изследванията и разработките в тази област са от първостепенно значение за Kohler.

Четири от двигателите на компанията с хоризонтален вал Command PRO - CH260, CH270, CH395 и CH440, предлагат сега възможността да работят с три различни горива – бензин, пропан и природен газ.

Последният Command PRO CH395 двигател предлага увеличени времена на работа с гориво природен газ или втечнен въглеводороден газ (LPG), което води до икономии и по-чисти емисии. Широка гама от модели и технологии са налични в Command PRO Серията, включително Command PRO CH270 и Command PRO CH395, които стандартно се характеризират с четиристепенна циклонна система за филтриране на въздуха Quad-Clean за работа при тежки условия, чийто размери или тегло не са по-големи от тези на един стандартен въздушен филтър. Електрическата горивна инжекция (EFI) e друга иновация, разработена подробно от Kohler.

Счита се, че тя подобрява икономията на гориво с до 25% и прави по-лесно стартирането на двигателя. Също така, електрическата горивна инжекция със затворен цикъл от Kohler е оборудвана със сензор за кислород, който осигурява непрекъсната обратна връзка за качеството на изгарянето и извършва мониторинг и настройка на работните параметри на двигателя.

Реконструиране на двигатели
Гледайки извън емисионните разпоредби, съществува една компания, която се стреми да редуцира въздействието върху околната среда чрез възстановяване на стари двигатели. Това е базираната в Белгия Hamofa, която е независима от марките двигатели. Компанията основно реконструира дизелови двигатели, използвайки висококачествени продукти, позволявайки им да се адаптират към нуждите на клиентите чрез осигуряване на решения по поръчка, които предоставят това, което клиентите изискват, за да се извърши приспособяване към съществуващото оборудване. Hamofa възстановява средно над 900 дизелови двигатели годишно и чрез реновиране на тези двигатели старите машини могат да продължат да работят добре.

Компанията поддържа на склад реконструирани оборотни двигатели, които бързо могат да заменят старите двигатели от един машинен парк, свеждайки престоите до минимум, тъй като не е необходимо клиентите да чакат за поддръжка или възстановяване на двигателите. Реконструирането на дизелови двигатели води до редуциране на отпадъците, както и на цената и на енергията, които са необходими за разтопяване на важни компоненти, такива като цилиндрови блокове, колянови валове и цилиндрови глави. Счита се, че това редуцира въздействието върху околната среда и създава възможности за работни места. Освен това, цената за реконструиране на един стар двигател е значително по-ниска от тази за закупуване на нов двигател.