Fins i tot els motors pesats han de col·locar-se al banc de proves per verificar la qualitat necessària dels gasos d’escapament en cada punt de funcionament i el seu consum de combustible reduït. Del 27 de febrer al 5 de març de 2022, SYSTEMS & COMPONENTS, que té lloc a la fira Agritechnica d’Alemanya, mostrarà les optimitzacions en l’eficiència de combustible de l’última generació de motors fora de carretera. Els proveïdors de tecnologia que exhibiran a Hannover ofereixen una àmplia competència en el sistema, que inclou la tecnologia de postratament intel·ligent de gasos d’escapament i injecció de gasoil, biodièsel o gas liquat.
(DLG) Tot i que els motors de combustió, especialment els motors dièsel, són àmpliament considerats a punt d’extingir-se en el debat públic, estan lluny d’estar acabats en el sector fora de l’autopista, on representen una alta disponibilitat, fiabilitat i baixos costos operatius amb proves demostrades. longevitat fins i tot en les condicions més dures. A més de factors específics de la indústria, són els motors tecnològics els que són especialment eficients i els requisits legals per reduir els contaminants. El progrés assolit en el desenvolupament de motors per optimitzar les màquines de treball mòbils en termes de consum de combustible i emissions serà un dels temes centrals de SYSTEMS & COMPONENTS, que tindrà lloc per cinquena vegada en paral·lel a Agritechnica a Hannover, Alemanya.
Menors emissions a alta producció
Pràcticament tots els proveïdors de motors de combustió convencionals estaran presents a Hanover amb una àmplia gamma de solucions que permetran als clients OEM complir amb les estrictes normatives d’emissions d’escapament segons la fase europea V Off-Highway Stage i la final Tier 4 dels EUA. Molts d’aquests nous desenvolupaments persegueixen constantment el principi de reducció de mida: els components provats per a la injecció de combustible (sistema common rail), la gestió del motor i de l’aire, així com el tractament posterior dels gasos d’escapament, juntament amb motors més petits, constitueixen centrals d’estalvi de combustible.
Els proveïdors presten molta atenció a la modularitat dels seus sistemes de motors. Els components amb muntatge flexible permeten diferents opcions d’instal·lació i integració del sistema d’acord amb els requisits. Les versions difereixen, per exemple, per les connexions dels ventiladors i les transmissions per corretja, les tapes de la culata i les paelles d’oli de plàstic i alumini, fins a turbocompressors amb comporta de rebuig o control de pressió de càrrega amb geometria variable de turbina. Al contrari que els seus homòlegs dièsel, els motors que funcionen amb gas natural estan equipats amb una recirculació de gasos d’escapament refrigerats. Per tal de complir la normativa d’emissions, els motors estan equipats amb un sistema de tractament posterior de gasos d’escapament que consisteix en un filtre de partícules dièsel (DPF), reducció catalítica selectiva (SCR) i convertidor catalític d’oxidació dièsel (DOC).
Amb biometà per a una mobilitat neutra per al clima
Tanmateix, els diferents requisits exigits a la maquinària mòbil, com els dúmpers, les excavadores mòbils, els tractors o les recol·lectores, també fan que no hi hagi cap solució comuna per al motor. En aquest context, l’obertura a la tecnologia serà una paraula clau important de SYSTEMS & COMPONENTS a l’hora d’avaluar la cartera de motors. A més dels motors dièsel, per tant, també es presentaran a la plataforma B2B de Hannover una sèrie d’altres conceptes, com ara híbrid paral·lel, ampliador de gamma, híbrid endollable i sistemes completament elèctrics. A la fira es posarà un focus addicional en els combustibles alternatius, destinats a suavitzar el camí cap a una mobilitat neutra per al clima. Entre d’altres, també es mostraran motors de gas natural dissenyats específicament per a aplicacions fora de carretera en màquines agrícoles i de construcció. En condicions reals de funcionament, produeixen al voltant d’un deu per cent menys de diòxid de carboni que els motors dièsel.
En aquest procés, l’ús del biometà s’està convertint cada vegada més en el focus en l’agricultura, com demostra el New Holland T6 Methane Power, el primer tractor de producció de volum del món que funciona amb 100% de metà. Al seu interior, un motor de sis cilindres de FPT Industrial amb una cilindrada de 6.7 litres utilitza gas natural comprimit (GNL), liquat (GNL) o renovable (biometà) i compleix la norma d’emissions de la UE Stage V, gràcies a l’ús de un convertidor catalític de tres vies. Els primers tractors estan previstos per al lliurament durant els propers mesos del 2021, amb un nombre impressionant de comandes previstes que es produiran i lliuraran aquest any. Per tant, en el futur serà possible subministrar combustible a la pròpia planta de biogàs de la granja, sempre que estigui disponible un condicionador de gas corresponent. Si la planta fermenta a més fems líquids o sòlids, el balanç de CO2 fins i tot pot ser negatiu.
Els combustibles sintètics com a nova opció
Els combustibles sintètics ofereixen una solució potencial en l’escenari de zero carboni que fins ara s’ha passat per alt. Aquests combustibles es poden produir mitjançant electricitat regenerativa. El principal avantatge d’aquests combustibles electrònics basats en energia a líquid és la seva alta densitat d’energia, sobretot si es compara amb els sistemes de bateries. El fons d’això és que, tot i que els vehicles comercials petits d’ús agrícola es poden electrificar completament, això suposa un gran repte per a les màquines mòbils de treball pesades. L’electrificació parcial de la transmissió en paral·lel amb motors més petits amb combustibles sintètics és una de les possibilitats per aconseguir reduccions de CO2 rellevants. Un exemple d'això és el metanol, produït de manera regenerativa, que es podria utilitzar com a substitutiu de la caiguda del sector fora de l'autopista. El repte que plantegen els e-combustibles és el seu requisit d’electricitat regenerativa per a l’electròlisi neutra en CO2 i que actualment no estigui disponible en quantitats suficients. Aquest important aspecte en el camí cap a un futur neutre pel que fa al clima serà discutit per enginyers i experts en els fòrums d’experts “Future Lounge” de SYSTEMS & COMPONENTS.
Durant molt de temps, l’hidrogen ha jugat un paper subordinat en el desenvolupament de conceptes d’accionament neutre amb CO2 en el sector fora de carretera. La complexa conversió d'altres formes d'energia en hidrogen semblava massa complexa per assolir l'objectiu. Tanmateix, des que la Unió Europea va llançar l ’“ Aliança Europea per a l’Hidrogen Net ”(ECH2A) el juliol del 2020, la indústria es centra cada vegada més en aquest tema, i no sense una bona raó, ja que l’hidrogen generat regenerativament no només és adequat com a combustible per a les piles de combustible també es pot utilitzar directament en motors de combustió i turbines de gas. Com que l’hidrogen és un combustible que no conté carboni, només es produeixen emissions mínimes derivades principalment de l’oli lubricant cremat. Gràcies a les baixes temperatures dels gasos d’escapament, les sortides d’òxid de nitrogen ja estan per sota dels valors límit, fins i tot sense un tractament posterior de gasos d’escapament. Un funcionament eficient i reduït, a més, comporta un avantatge de consum en comparació amb els motors de combustió convencionals.
Els motors d’hidrogen estan agafant ritme
Aleshores, com és la transmissió hidrogènica ideal per a una excavadora? SYSTEMS & COMPONENTS pretén respondre a aquesta pregunta amb les adaptacions necessàries per aconseguir-ho. El fabricant de motors Deutz ja ha presentat aquest prototip com a alternativa a la tecnologia de les piles de combustible: el TCG 7.8 H2. La variant d’hidrogen del motor en línia de sis cilindres per a maquinària agrícola també es pot utilitzar en diverses configuracions híbrides en combinació amb accionaments elèctrics. La recepta de l'èxit per als motors de combustió sense CO2 consisteix en una injecció eficient, una combustió fluida, una recirculació de gasos d'escapament, una sobrecàrrega i un convertidor catalític d'hidrogen especial. Un projecte que s’està duent a terme a l’Institut für Kolbenmaschinen (Institut de motors de pistó) de l’Institut de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) també és exemplar en aquest context. Està investigant el potencial de futurs mètodes de combustió utilitzant l’exemple de vehicles comercials pesats. Per fer-ho, s'injecta l'hidrogen, en una primera fase, al col·lector d'admissió del motor i, posteriorment, després de convertir el motor, directament en el cilindre. A través d’aquest procés, el director de l’Institut, el professor Thomas Koch i el seu equip de científics, són capaços d’analitzar la influència de la formació de mescles en la combustió. L'objectiu és establir els futurs mapes de carreteres tecnològics per a accionaments de vehicles comercials sobre aquesta base i determinar els reptes tècnics que implica la implementació de motors d'hidrogen.
La barreja de motors del futur
El rendiment dels vehicles moderns fora de carretera es basa en el funcionament fiable i precís dels motors. El motor dièsel seguirà sent el motor escollit en la combinació tecnològica per al futur previsible, però ara té competència. Ja sigui gasós, híbrid o elèctric, pel que fa al tema SISTEMES I COMPONENTS guia de “Eficiència Verda: inspirat en solucions”, les solucions que es mostren a Hannover ajudaran a unir els requisits del mercat i les normatives d’emissions.
SYSTEMS & COMPONENTS té lloc a Agritechnica, la fira comercial més gran del món maquinària agrícola, a Hannover, Alemanya, del 27 de febrer al 5 de març de 2022.Menors emissions i consum de combustible reduït: els nous conceptes de motor per a aplicacions fora de carretera combinen el rendiment amb la protecció del clima