即使是重型發動機也需要放在試驗台上,以驗證每個工作點所需的廢氣質量及其降低的油耗。 27 年 5 月 2022 日至 XNUMX 月 XNUMX 日,在德國 Agritechnica 貿易展覽會上舉行的 SYSTEMS & COMPONENTS 將展示最新一代非公路發動機的燃油效率優化。 將在漢諾威展出的技術供應商提供廣泛的系統能力,包括柴油、生物柴油或液化氣的智能尾氣後處理和噴射技術。
(DLG) 雖然內燃機,尤其是柴油發動機,在公開辯論中被廣泛認為處於滅絕的邊緣,但它們在非公路領域還遠未完成,在非公路領域,它們代表著高可用性、可靠性和低運營成本,經過驗證即使在最惡劣的條件下也能保持長久的壽命。 除了行業特定因素外,技術驅動力特別是效率和減少污染物的法律要求。 在燃料消耗和排放方面優化移動工作機器的發動機開發方面取得的進展將成為 SYSTEMS & COMPONENTS 的中心主題之一,該展會將與德國漢諾威的 Agritechnica 第五次同時舉行。
高產量下排放量低
幾乎所有傳統內燃機供應商都將在漢諾威現場提供廣泛的解決方案,使 OEM 客戶能夠遵守歐洲非公路第五階段和美國非公路 4 級最終排放標準的嚴格廢氣排放法規。 許多這些新開發項目始終遵循小型化原則:用於燃油噴射(共軌系統)、發動機和空氣管理以及廢氣後處理的成熟部件與更小的發動機一起形成了節油動力裝置。
供應商非常重視發動機系統的模塊化。 安裝靈活的組件可根據要求實現不同的安裝選項和系統集成。 例如,由於風扇附件和皮帶驅動器、氣缸蓋罩和油盤由塑料和鋁製成,直至並包括帶有廢氣門或帶有可變渦輪幾何形狀的增壓壓力控制的渦輪增壓器,這些版本會有所不同。 與柴油發動機相反,使用天然氣運行的發動機配備了冷卻廢氣再循環系統。 為了符合排放法規,發動機配備了由柴油微粒過濾器 (DPF)、選擇性催化還原 (SCR) 和柴油氧化催化轉化器 (DOC) 組成的廢氣後處理系統。
使用生物甲烷實現氣候中和的流動性
然而,對自卸車、移動挖掘機、拖拉機或聯合收割機等移動機械的不同要求也意味著沒有通用的發動機解決方案。 在這種情況下,在評估發動機組合時,對技術的開放性將成為 SYSTEMS & COMPONENTS 的重要關鍵詞。 除了柴油發動機,一系列其他概念,如並聯混合動力、增程器、插電式混合動力和全電動系統也將在漢諾威的 B2B 平台上展示。 交易會的額外重點將放在替代燃料上,旨在為實現氣候中和的機動性鋪平道路。 其中,專為農業和建築機械的越野應用而設計的天然氣發動機也將展出。 在實際操作條件下,這些發動機產生的二氧化碳比柴油發動機少約 XNUMX%。
在這個過程中,生物甲烷的使用越來越多地轉移到農業領域,正如 New Holland T6 Methane Power 所證明的那樣——世界上第一台使用 100% 甲烷運行的批量生產拖拉機。 在其內部,來自 FPT Industrial 的排量為 6.7 升的六缸發動機使用壓縮 (CNG)、液化 (LNG) 或可再生 (生物甲烷) 天然氣,並符合歐盟 Stage V 排放標準,這要歸功於使用了三元催化轉化器。 首批拖拉機計劃在 2021 年的接下來幾個月交付,今年將生產和交付大量預購訂單。 將來,只要有相應的氣體調節器,就可以在農場自己的沼氣廠加燃料。 如果植物另外發酵液體或固體糞便,則 CO2 平衡甚至可能為負。
合成燃料成為新選擇
在迄今為止相對被忽視的零碳情景中,合成燃料提供了一種潛在的解決方案。 這種燃料可以使用再生電力生產。 這些基於電力到液體的電子燃料的主要優勢是它們的高能量密度,尤其是與電池系統相比時。 這樣做的背景是,雖然農用小型商用車可以完全電氣化,但這對重型移動工作機械來說是一個巨大的挑戰。 動力傳動系統的部分電氣化與使用合成燃料的小型發動機並行,是實現相關二氧化碳減排的一種可能性。 這方面的一個例子是可再生生產的甲醇,它可以用作非公路部門的直接替代品。 電子燃料帶來的挑戰是它們需要用於二氧化碳中性電解的再生電力,而目前這種電力供應不足。 工程師和專家將在 SYSTEMS & COMPONENTS 的“Future Lounge”專家論壇上討論通往氣候中和未來道路上的這一重要方面。
長期以來,氫在非公路領域的二氧化碳中和驅動概念的發展中扮演著次要的角色。 其他形式的能量向氫的複雜轉換似乎太複雜而無法實現目標。 然而,自從歐盟於 2 年 2 月發起“歐洲清潔氫聯盟”(ECH2020A)以來,行業焦點正越來越多地轉移到這個話題上,這並非沒有充分的理由,因為再生生產的氫不僅適合作為燃料電池的燃料,而且也可直接用於內燃機和燃氣輪機。 由於氫是一種不含碳的燃料,因此主要由燃燒的潤滑油產生的排放量很小。 由於廢氣溫度低,即使沒有廢氣後處理,氮氧化物的排放量也已經低於限值。 與傳統內燃機相比,高效、稀薄的運行還具有消耗優勢。
氫發動機正在加快步伐
那麼理想的挖掘機氫動力傳動系統是什麼樣的呢? SYSTEMS & COMPONENTS 旨在通過實現這一目標所需的發動機和渦輪發動機調整來回答這個問題。 發動機製造商道依茨已經展示了這樣一個原型作為燃料電池技術的替代品:TCG 7.8 H2。 用於農業機械的六缸直列式發動機的氫變體還可與電力驅動相結合用於各種混合動力配置。 無二氧化碳內燃機的成功秘訣包括高效噴射、稀薄燃燒、廢氣再循環、渦輪增壓和特殊的氫催化轉化器。 在卡爾斯魯厄理工學院 (KIT) 的 Institut für Kolbenmaschinen(活塞發動機研究所)開展的項目在這方面也堪稱典範。 它正在以重型商用車為例研究未來燃燒方法的潛力。 為此,在第一階段將氫氣注入發動機的進氣歧管,然後在發動機改裝後直接注入氣缸。 通過這個過程,研究所所長 Thomas Koch 教授和他的科學家團隊能夠分析混合物形成對燃燒的影響。 目的是在此基礎上建立商用車驅動的未來技術路線圖,並確定實施氫發動機所涉及的技術挑戰。
未來的發動機組合
現代非公路車輛的性能基於發動機的可靠和精確操作。 在可預見的未來,柴油發動機仍將是技術組合中的首選發動機,但它現在面臨競爭。 無論是燃氣、混合動力還是電動,就“綠色效率——受解決方案啟發”這一系統和組件的指導主題而言,漢諾威展出的解決方案將有助於統一市場要求和排放法規。
系統與組件在 Agritechnica 內舉行,Agritechnica 是世界上最大的貿易展覽會 農業機械展,27 年 5 月 2022 日至 XNUMX 月 XNUMX 日在德國漢諾威舉行。更低的排放和更低的油耗:用於非公路應用的新發動機概念將性能與氣候保護相結合