Двигатели за строителните машини През 2014 г., когато ще влезе в сила Етап IV от европейската директива и Tier 4 Final за САЩ, законодателството за емисии на отработени газове от дизеловите двигатели на строителните и селскостопанските машини ще пристъпи към следващия си етап от по-строги изисквания.
Тази промяна ще предизвика ново намаляване на емисиите на азотен окис (NOx) освен окончателното ограничаване на фините прахови частици (PM), което бе постигнато с изискванията на Етап IIIB / Tier 4 Interim.
текст инж. Вера Ангелова
Конструкцията на дизеловите двигатели значително се усложнява с интегрирането на допълнителните системи, необходими за намаляване на емисиите. Това неизменно се отразява и на производствените разходи, които се увеличават и в резултат производствената цена на двигателя също нараства. Такъв, без съмнение, е случаят с двигателите за Stage IIIB / Tier 4 Interim, когато повечето производители на двигатели добавят обемисти и скъпи системи за последваща обработка в изпускателните системи, за да отговорят двигателите на поставените от разпоредбата изисквания. В САЩ през следващата година влиза в сила изискване за намаляване с 90% на отделяните в атмосферата твърди частици за двигателите с мощност 19 – 56 kW. Някои специалисти смятат, че един различен и интересен подход би бил да се опитаме да се отделим от стереотипа на дизеловите двигатели и техните скъпи модификации във връзка с разпоредбите за отработени газове и да разгледаме другите горива.
Caterpillar обяви плановете си разработване, в партньорство с компанията Westport, задвижвани с природен газ двигатели за строителна техника – технология, която придобива голяма популярност и значимост след откриването на големи газови находища на шистов газ след 1990 г. Westport предоставя технология за двигатели, задвижвани от природен газ под налягане (CNG), втечнен природен газ (LNG), водород и възобновяем природен газ (RNG) като сметищния газ. От Westport поясняват, че партнорството с Caterpillar представлява възможност за трансформиране на цялата индустрия на строителни и селскостопански машини и оборудване.
От компанията изтъкват като основно предимство на своята технология съществената разлика между цените на природния газ и дизеловото гориво. Това може да се окаже силен финансов стимул, който да даде възможност на машините да се възползват от ниски оперативни разходи за природен газ, без да се прави компромис с производителността. Налице е и ясен екологичен стимул, който е намаляването на въглеродни емисии. Достъпността на горивото, потенциалът за преминаване от дизелови към газови двигатели предоставят много добра пазарна възможност.
Междувременно, Deutz също се фокусира върху развитието на технологии за алтернативни източници на гориво. През миналата година компанията пусна първия съвместим с Етап IIIB двигател, работещ със 100% биодизел. Разработени главно с мисъл за пазара на селскостопанска техника, моделите
TCD 6.1 L6 и TCD 7.8 L6 разполагат с инжекционна система с 2000 бара налягане, както и със система за селективна каталитична редукция (SCR). Горива от възобновяеми, екологично чисти био-ресурси, като например рапично масло, позволяват CO2 цикъла да е сравнително затворен, защото растенията, от които се произвежда биогоривото, преработват въглеродния диоксид от въздуха в кислород по време на растежа си. Това означава, че емисиите на CO2 от биогорива, изгаряни в двигателя, са частично компенсирани.
От Deutz са провели полеви тестове за валидиране на годността на биодизела като гориво. Говорител на компанията потвърди, че докато отговарящите на Stage IIIB двигатели TCD 6.1 L6 и TCD 7.8 L6 са били предназначени за пазара на земеделска техника, Deutz работят и върху развитието биодизелов двигател за пазара на строителни машини и оборудване.
Докато двигатели на природен газ и биодизел се обсъждат като алтернативи за бъдещето, има голямо разнообразие на други технологии, които също са в процес на разработка.
Последни новости при дизеловите двигатели
Разбира се, всички нововъведения изискват исвестно време, преди да се появят като готови продукти на пазара. Междувременно, производителите поставят силен акцент върху дизеловите двигатели, и по-специално върху новите модели, които са били освободени, за да се покрият изискванията на Tier 4 Final и Етап IV. Основната промяна при по-строгите изисквания на Tier 4 Final / Етап IV, спрямо действащите в момента
Tier 4 Interim/Етап IIIB, е добавянето на селективна каталитична редукция (SCR) изпускателни системи за последваща обработка на отработените азотни оксиди. Те са своеобразно допълнение към съществуващите системи за рециркулация на отработените газове (EGR), които намаляват азотните оксиди (NOx) в горивните камери и дизеловите филтри за твърди частици (FAP) и дизеловите катализатори за окисляване (DOC), които отстраняват трърдите прахови частици от изгорелите газове.
Една от разработки на Caterpillar, например, е така нареченият Clean Emissions Module(СЕМ), за да отговори на предизвикателството Tier 4 Final. Устройството включва DOC, DPF и SCR модули и беше представено на обществеността за първи път на последното издание на специализираното изложение Intermat като част от двигателят ACERT C7.1 и автономното захранване C13 ACERT. ACERT C7.1 е 7 литров, 6-цилиндров двигател с мощност 116-225 kW и максимален въртящ момент от 1208 Nm. Изискванията за пространство, свързани с инсталирането на двигателя на машината, са основен проблем за производителите на оборудване и Caterpillar казва, че конструкцията на C7.1 позволява лесна инсталация. СЕМ е неразделна част и може да се монтира на различни места, в зависимост от приложението. Модулите могат да се монтират и фабрично на шасито или над двигателя. Индустриалният генератор C13 отива още по-далеч, защото 287-388-киловатовото устройството се доставя като пълен пакет, включващ радиатор, маховик, алтернатор, модул за последваща обработка, вградено окабеляване, модерна електроника и подлежащ на конфигуриране софтуер. Генераторите Caterpillar се стремят да поддържат компактен дизайн, без допълнителни изисквания за пространството, в сравнение с предходните модели, съобразени с изискванията на Tier 4 Interim / Eтап IIIB.
John Deere Power Systems, използваха Intermat, за да представят двигателя Power Tech PSS 9.0L, Tier 4 Final / Етап IV съвместим. Подобно на Caterpillar, компанията е разработила всичко-в-едно пакет за последваща обработка, за да отговори на новото законодателство. Модулът е наречен Integrated Emissions Control и съдържа DOC, DPF и SCR. При производството му е използвана блокова технология с мисъл да се отговори максимално на все по-строгите регулации за емисиите и очакванията на клиентите. Този подход дава гаранция, че нивата на емисии ще са под зададените от законодателството лимити, без да се прави компромис с мощността, производителността, лекотата на работа, надеждността, дълготрайността, както и без да се повишат оперативните разходи.
Интересен производител по отношение на намаляването на емисиите до новите приемливи нива, е JCB. Компанията представи Етап IIIB / Tier 4 Interim версия на своят 55 до 129 kW двигател Ecomax, който е уникален на пазара за постигане на съответствие със законодателството с това, че не използва никаква последваща обработка.
Компанията представи и Stage IIIB / 55 до 129 kW двигател Ecomax пазар за постигане на съответствие, без използването на всяка последваща обработка. Въпреки че изглежда малко вероятно такова решение да бъде приложимо за по-взискателните изисвания на директивите Етап IV / Tier 4 Final, от компанията твърдят, че тази конструкция е значително конкурентно предимство на настоящото поколение дизелови двигатели, които са монтирани машини като багер-товарачи, телескопични товарачи, мини товарачи и някои модели на багери и колесни товарачи. От компанията поясняват, че оперативните разходи на тези машини са по-ниски от конкурентните, защото няма DPF, който изисква периодично обслужване и няма нужда от рециркулиращ флуид, който е необходим в системите SCR.
От JCB изразяват особена гордост с това, че чрез инженерните постижения и иновации успяват да постигнат мощност и въртящ момент, каквито клиенти изискват, като същевременно се намалява разходът на гориво и се удовлетворяват строгите изисквания за емисиите.
Работата на машината е един от основните показатели за избор в настоящите, изпълнени с технологични трудности, времена на промяна. Това конкурентно предимство винаги може да помогне за намирането на нова пазарна и бизнес ниша. От дъщерното дружество на компанията Tognum – MTU, например, обявиха наскоро, че са подписали нов договор за доставка на двигатели серия 400 и 500 за Bomag. Двгателите ще бъдат използвани в машините за манипулиране и уплътняване на отпадъци.
Индустриалните дизелови двигатели са взаимствани от моделите Tognum OM 460 LA и OM 502 LA Mercedes-Benz, презназначени за товарен международен транспорт. На практика този пазар е много по-напред в развитието си по отношение на ограничаване на емисиите, в сравнение с производството на строителна техника. Това означава, че MTU не само може да доставя двигатели, удовлетворяващи настоящите директиви Етап IIIB / Interim Tier 4 закона, но също така и прототипи за Етап IV и Tier 4 Final.
По отношение на рботата на машините, от MTU твърдят, че произведените от тях двигатели имат възможност за постигане на голяма мощност и висок въртящ момент, като това се изтъква, че са ключовите фактори, които позволяват на машините за сметища да работят по стръмни наклони, да преместват купчини отпадъци и да маневрират бързо.26/11/2013 |
