Поиск


 
 

Palfinger

Тенденции: двигатели XXI века

27.12.2010

Тенденции: двигатели XXI века

Предстоящее принятие европейских норм Stage IIIB по выбросам отработанных газов ставит перед производителями двигателей непростую задачу: необходимо найти новые технологии, которые позволят добиться требуемого уровня выброса твердых частиц без потери производительности двигателей. Причем это актуально не только для машин, эксплуатирующихся на территории Евросоюза, но и на территории нашей страны. Мы уже неоднократно писали об ужесточении требований к содержаниям выбросов вредных веществ в атмосферу.

Нормы выбросов для двигателей становятся все строже, а в строительной отрасли растет озабоченность экологическими проблемами. По этой причине все более востребовано производство двигателей, которые наносят меньший вред окружающей среде. Еще производители думают о том, как расширить применение биодизельного топлива.

Для соответствия стандарту Stage IIIB выброс твердых частиц должен быть уменьшен на 90%. Эти нормы также требуют 45-процентного снижения уровня оксидов азота и углеводородов, а к 2014 году (Stage IV) этот уровень должен быть снижен на 90% – почти до нуля. Нормы Stage IIIB вступают в силу в 2011 году, и первые двигатели, которых они коснутся, попадают в диапазон мощности от 130 до 560 кВт. Двигателей мощностью 75–130 кВт и 56–75 кВт это коснется в 2012 году, мощностью 37-56 кВт – в 2013 году.

Окончательные нормы Stage IV/Tier 4 будут приняты в январе 2014 году и коснутся диапазонов мощности 130–560 и 56–130 кВт в январе и октябре соответственно.

Некоторые производители двигателей (например, Cummins) уже раскрыли технологии, за счет которых будет обеспечено соответствие стандарту Stage IIIB в первом диапазоне мощности (от 130 до 560 кВт). Основные технологические решения компании – дизельные сажевые фильтры и системы рециркуляции охлажденных выхлопных газов. Как сказал представитель компании, они входят в состав агрегата, где для нейтрализации отработанных газов используется приток воздуха. Среди улучшений можно также назвать турбокомпрессоры Cummins с изменяемой геометрией, современное электронное управление и аккумуляторные топливные системы высокого давления.

Технология адаптации

Директор службы коммуникаций Cummins Кеван Брауни сказал, что компания уже долгое время вкладывает средства во все важнейшие технологии производства двигателей. «Имеется в виду, что сейчас мы проектируем и произ- водим все ключевые подсистемы, обеспечивающие соответствие стандарту Tier 4 (Stage IIIB) и улучшаем их интеграцию», – заявил он. Брауни также добавил: «На первоначальном этапе разработки дизельного сажевого фильтра мы предусмотрели его использование как на обычных, так и на внедорожных машинах, поскольку понимали, что в какой-то момент его потребуется использовать и на внедорожной технике».

Рик Клейн, вице-президент подразделения Cummins по внедорожной технике, добавил: «Тогда как в производстве внедорожной техники нейтрализация отработанных газов является новой технологией, то в Cummins она уже давно известна. Подразделение Cummins Emissions Solutions – один из мировых лидеров в технологии производства этого ключевого компонента. Конструируя сажевые фильтры Cummins под технику стандарта Tier 4 (Stage IIIB), мы учитываем различные требования для внедорожных машин, например высокие ударные нагрузки, отклонение от горизонтального положения при работе, ограничения по габаритным размерам и рабочие условия».

Тим Крессуэлл, менеджер по распространению продукции ком пании Perkins, заявил, что его компания заимствует технологии, аналогичные тем, что материнская компания Caterpillar применяет в производстве двигателей для шоссейных машин, поставляемых на американский рынок. Он добавил, что технология сама по себе не требует приспособления к внедорожной технике: задача заключается в поиске свободного места для таких дополнительных агрегатов, как нейтрализаторы. Крессуэлл заявил, что в компании до конца года не планируют сообщать о технологиях, которые будут обеспечивать соответствие стандартам Stage IIIB.

«Уже проведена большая часть работ по оценке наиболее подходящей технологии. Речь не идет о соблюдении ограничений – это не проблема ни для кого, – задача в том, чтобы найти наилучшую технологию, обеспечивающую максимальное удобство для клиентов и всех, кто будет работать непосредственно с техникой», – сказал он. Крессуэлл также сообщил, что у самой непростой из задач по адаптации новой технологии к строительной технике есть две стороны: «Во-первых, это такое размещение оборудования в машине, при котором не будет возникать дополнительных трудностей для персонала и сохранится удобство обслуживания. Во-вторых, это стоимость установки двигателей: большинство производителей говорит о повышении стоимости на 50–100%. Смысл в том, что это отнюдь не дешево». Он добавил, что можно надеяться на снижение стоимости с распространением сажевых фильтров и нейтрализаторов, особенно на шоссейных машинах.

Брауни согласился, что одной из главных трудностей в подготовке к стандартам Stage IIIB является установка фильтров и нейтрализаторов на готовое оборудование, поступившее от производителя: «Это связано с тем, что просто существует огромное количество самых разнообразных машин, рабочих циклов, нагрузок и условий, в которых работает оборудование, а часть техники весьма компактна». Как сообщил Брауни, компания Cummins начала исследовательскую программу, в рамках которой предстоит определить типы строительной техники, на которую устанавливать двигатель сложнее всего. Он также добавил: «Помимо этой программы мы в скором времени приступим к эксплуатационным испытаниям совместно с производителями оборудования. Это послужит прекрасной базой для того, чтобы подготовить производителей к максимальному упрощению монтажа двигателей».

Проектно-конструкторская работа

Брауни сказал: «Мы работаем над следующим этапом технологии, который обеспечит соответствие окончательным нормам Stage IV – снижение выброса оксидов азота на 90%, тогда как к 2011 году они должны быть снижены на 45%». По его словам, подобного уровня можно достичь с помощью различных альтернативных решений, например избирательного каталитического восстановления (SCR), которое в настоящее время применяется на шоссейных машинах кое-где в европе. Он также добавил, что обсуждается приспособление этой технологии для внедорожной техники.

«Однако это отнюдь не единственный доступный вариант. Cummins рассматривает избирательное каталитическое восстановление, но на данный момент нельзя сказать, какой из путей будет выбран. Мы не видим здесь проблемы, учитывая то, что в запасе есть еще несколько лет: за оставшееся время может произойти некий технологический прорыв или появятся новые разработки, которые мы могли бы использовать.

Тем временем многие двигатели John Deere Power Systems мощностью менее 75 кВт уже готовы к переходу на стандарт Stage IIIB. Для стандарта Stage IIIB запланировано четыре категории двигателей Power Tech M объемом 2,4 л, четыре категории 2,4-литровых двигателей Power Tech E и одна категория 3-литрового двигателя Power Tech E.

Представитель JDPS заявил: «Мы сузили область технологических исследований по стандарту Tier 4 (Stage IIIB), но пока не остановились на каком-то конкретном решении, которое подходило бы нам и нашим клиентам. По стандарту Tier 4 (Stage IIIB) планируется и далее поддерживать несколько различных платформ. Цель в данном случае – определить, сочетание каких технологий даст решение, наилучшим образом способное выполнять поставленные задачи».

Кроме того, по словам представителя JDPS, компания работает над снижением выбросов за счет оптимизации системы сгорания. Сюда относится применение многоточечного впрыска, повышение давления впрыска, доработка камеры сгорания и геометрии форсунки. Рассматривается ряд технологий нейтрализации, в том числе окислительный нейтрализатор для дизеля и дизельный сажевый фильтр. Представитель также добавил, что компания работает над поглотителями оксидов азота, катализаторами для оксидов азота для работы на обедненных смесях, а также над решениями с избирательным каталитическим восстановлением. Продолжаются исследования компрессионного воспламенения однородной смеси в качестве альтернативного решения.

Топливо будущего

Осознавая потенциальные преимущества биодизельного топлива, производители двигателей вкладывают значительные средства в исследования и разработки в этой области. Возобновляемое кислородсодержащее топливо, изготовленное из сельскохозяйственных культур, например сои или рапсовых семян, поддается биологическому разложению и не содержит серы. В JDPS заявили, что при условии соответствия стандарту En 14214 100-процентное биодизельное топливо B100 можно использовать уже сейчас для строительного оборудования, оснащенного двигателями PowerTech Plus или PowerTech E, соответствующими нормам Stage MIA, а также двигателями более ранней конструкции.

Жерар Озан, менеджер по поддержке продукции французского отделения John Deere, сказал: «за последние годы компания John Deere накопила значительный опыт работы с биодизельным топливом B100. Поскольку этот тип топлива дает на 10% меньшую удельную мощность, а на старых машинах могут теряться герметизирующие свойства, переход от обычной солярки к B100 следует проводить в тесном сотрудничестве с местными дилерами John Deere или дистрибьютором поставщика двигателей».

Компания исследует применение простого рапсового масла на двигателях Stage IIIA с 2006 г. «Лидерство John Deere в использовании биодизельного топлива – еще один пример нашего стремления создавать экологически чистые двигатели», – сказал Брайан Браун, менеджер по международному маркетингу JDPS. Он добавил, что с биодизельным топливом снижается выделение твердых частиц в отработанных газах и уменьшается зависимость от нефти.

«Мы понимаем важность различных видов биологического дизельного топлива для наших клиентов и для окружающей среды. Адаптация двигателей John Deere к таким типам топлива – очень правильный шаг с точки зрения долгосрочных экономических перспектив и экологии», – отметил Браун.

Грант шур, менеджер JDPS по эксплуатационному обслуживанию, сказал: «У нас пока продолжают возникать вопросы по составу биологического дизельного топлива и гарантии, однако наша позиция в отношении клиентов, использующих B20, не изменилась. Мы предпочитаем использовать биодизельные смеси B5, однако знаем, что как только высококачественные смеси B20 станут доступными, двигатели John Deere заработают на них вполне нормально. если клиент обеспечит соответствие биодизельного топлива стандарту ASTM D6751, правильное хранение и смешивание, а также будет использовать топливо вскоре после изготовления, он может и дальше спокойно заправлять машины с двигателями John Deere горючим марки B20».

Cummins также исследует применение биодизельного топлива на своих двигателях. Браун сказал, что линейка двигателей, соответствующих стандарту Stage IIIB, сможет работать на биодизеле B20. Он также добавил, что помимо B20 компания активно исследует совместимость других марок топлива (например, B50 и даже B100) со своими дизелями. «На данный момент мы не уверены до конца, что рынок будет двигаться в этом направлении, поскольку если заглянуть немного вперед, можно увидеть некоторые сложности: едва ли спрос на B50 или B100 удастся удовлетворить за счет одной лишь сельскохозяйственной продукции. Сейчас наши двигатели Stage IIIB сертифицированы под топливо B20, однако мы не исключаем такую возможность, что в определенный момент они будут работать и на других марках топлива, хотя на данный момент мы не видим такой необходимости».

Крессуэлл сказал: «В настоящее время большинство наших двигателей стандарта Stage IMA/Tier 3 способны работать на смесях с 20-процентным содержанием биодизельного топлива». Он также добавил, что Perkins планирует наращивать процент биодизеля в смесях, однако очень и очень постепенно. По его словам, сейчас ведутся жаркие споры о том, станет ли биодизельное топливо популярным. При этом проблема с ним в том, что оно поглощает больше влаги, чем обычная солярка, и если не соблюдать необходимые условия хранения, оно будет подвержено значительному загрязнению водой. Между тем, 1 января 2007 года все двигатели JCB Dieselmax были одобрены для работы на биодизельном топливе марки B20.

Перспективы

Производители двигателей уже готовятся к вступлению в силу норм Stage IIIB по уровню выбросов, несмотря на то, что это произойдет лишь через несколько лет. Они понимают, что проводя исследования и разработки сейчас, они сумеют лучше справиться с трудностями установки двигателей на некоторые типы строительного оборудования. При этом растет компетентность в вопросах работы строительной техники на биодизельном топливе, но производители пока не знают точно, как будет развиваться ситуация на этом рынке. Зато с уверенностью можно сказать, что в ближайшие лет пять-шесть в разработке двигателей вопрос выбросов будет играть главную роль.

Непростые химические свойства

Как сказал Майкл Уайлд, менеджер по продукции из Deutz, использование биодизельного топлива рассматривается в компании на самых первых этапах разработки новых двигателей. Он добавил, что для работы на 100-процентном биодизельном топливе B100 (европейский биодизельный стандарт DIN EN 14214) одобрено множество двигателей Deutz, как и для работы на смесях с содержанием до 20% – B20 (американский стандарт ASTM D6751).

«Главное преимущество использования биодизельного топлива заключается в том, что это возобновляемая энергия, и газовые выбросы снижены», – сказал Уайлд. Он добавил, что с технической точки зрения использовать биодизельное топливо довольно сложно, поскольку оно по химическим свойствам отличается от нефтепродуктов. Новейшая разработка компании – рапсовое масло, соответствующее стандарту DIN V 51605 и одобренное в качестве горючего для двигателя Deutz, работающего на природном топливе.

Новый распылитель форсунки

Как сообщил Петер Принц-Хуфнагель, руководитель подразделениями Hetz по созданию двигателей, сгоранию и отработанным газам, в компании появилась новейшая разработка, позволяющая снизить уровень оксидов азота, – форсунка с регулированием цикловой подачи.

«Раньше были только обычные форсунки с глухим отверстием. Их недостаток в том, что после впрыска в отверстии всегда остается небольшое количество топлива, которое не прогорает и выбрасывается вместе с выхлопными газами», – сказал Принц-Хуфнагель. По его словам, следующий этап – коническое глухое отверстие, от которого произошла сегодняшняя современная технология – стандартный многодырочный распылитель форсунки. «Здесь отверстия для впрыска отходят в разные стороны в области седла форсунки, поэтому остаются открытыми. Это не дает топливу испаряться», – добавил он.

Принц-Хуфнагель пояснил: «В форсунке с регулированием цикловой подачи игла распылителя имеет больший ход, а сама форсунка работает в два этапа: сначала распылитель слегка приподнимается, и впрыскивается небольшое количество топлива. Ход иглы распылителя увеличивается только с повышением давления, после чего следует нормальный (полный) впрыск».

Форсунками этого типа в настоящее время оснащаются все двигатели серии В и Supra, и сейчас изделие готовят к установке на двигатели версии 2G40.

Гибридная технология

В прошлом году на выставке Bauma компания Volvo объявила о своих планах внедрить гибридную технологию к 2009 году. Президент Volvo CE Тони Хелшам сказал, что среди гибридных машин, скорее всего, первым будет выпущен колесный погрузчик, экономия топлива у которого будет достигать 50%.

Представитель Volvo сказал: «Сейчас все внимание обращено на дизельэлектрические гибридные двигатели, и Volvo как крупнейший в мире производитель двигателей большой мощности вплотную приблизилась к двигателям и топливной технологии следующего поколения».

Маттиас Нордин из подразделения Volvo CE по работе с компонентами отметил: «В Volvo мы особенно гордимся тем, насколько большое значение придается экологичности и качеству. При создании двигателей Tier 4 (Stage IIIB) следующего поколения мы будем сочетать обширные наработки группы Volvo в этой области и целевую разработку двигателей Volvo для строительного оборудования. В итоге мы рассчитываем получить двигатели Tier 4 (Stage IIIB) со значительно большей топливной экономичностью, чем у Tier 3 (Stage IIIA), что в свою очередь также уменьшает ущерб окружающей среде за счет снижения выбросов углекислого газа и связанного с этим глобального потепления».

Хелшам сказал, что все более строгие требования по количеству выбросов и спрос клиентов на повышение производительности и топливной экономичности, похоже, станут непреодолимым препятствием для производителей техники, не имеющих собственной возможности разрабатывать двигатели.

Европейский инженерно-технический центр

Чтобы добиться максимальной компетентности в двигателестроении, компания Briggs and Stratton открыла в Фирнхайме (Германия) свой европейский центр по применению двигателей (EACE). В заявлении компании говорится, что открытие нового предприятия является продолжением успехов, достигнутых в аналогичном центре в Милуоки (США), и новый центр создан для того, чтобы улучшить обслуживание европейских клиентов.

Представитель Вriggs and Stratton сказал: «Главная задача нового европейского центра по применению двигателей – разработка коммерческого оборудования следующего поколения специально с учетом нужд европейского рынка и в партнерстве с клиентами на этом рынке».



Другие статьи:

Сергей Тимофеенко, «Завод подъёмников»: Мы будем занимать всё большую долю рынка
ООО «Завод подъёмников» - это относительно новое и уникальное для России производство отечественных самоходных подъёмников ножничного, коленчатого и телескопического типа, расположенное в посёлке Лежнево Ивановской области. Нам удалось задать вопросы коммерческому директору «Завода подъёмников» Сергею Тимофеенко, который рассказал о текущей работе предприятия и планах на будущее.

Gloria – ричстакер нового поколения от Kalmar
27 октября на площадке ЗАО «Контейнерный терминал Санкт-Петербург» прошла презентация ричстакера Kalmar нового поколения G. Машина c названием Gloria продемонстрировала отличные технические качества и удобство в эксплуатации.

«НордВеллер»: удобство и сила
Компания «НордВеллер» предлагает широчайший ассортимент техники отечественных и зарубежных производителей в качестве официального представителя PALFINGER AG (Австрия) и поставщика известнейших  гидравлических кранов-манипуляторов из Европы.

А.Дульцев, «Палфингер Сани Крэйнз»: Российский рынок оживает после кризиса
Резкое ослабление рубля и удорожание импорта заставили компании искать новые рецепты, чтобы предложить российским покупателям достойную, качественную технику по разумной цене. Решением для «Палфингер Сани Крэйнз» стал выпуск мобильных кранов на отечественном шасси «КАМАЗ», собираемых также в России. Об особенностях данных машин, ситуации на рынке и планах на будущее рассказывает специалист по продажам ООО «Палфингер Сани Крэйнз» Александр Дульцев.

Подъемная техника для обслуживания ЛЭП
Коммунальные службы и их подрядчики были одними из первых организаций, начавших использовать механизированную подъемную технику.

КРЫМ. СТРОЙИНДУСТРИЯ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ. ОСЕНЬ – 2017


защищенный мобильный телефон;интернет магазин футбольной атрибутики;бланк доверенность на регистрацию ооо