Роль современных двигателей в уменьшении углеродного следа в строительстве

Оборудование Статьи

6 Дек 2021, 09:29

eye-icon

68

comment-icon

0

В это статье мы расскажем о том, какую роль могут сыграть двигатели в уменьшении выбросов диоксида углерода в строительстве.

Сегодня одна из основных тем обсуждений– это глобальные усилия по достижению нулевых нетто-выбросов углеродных соединений. В этой связи многие компании, осуществляющие свою деятельность в строительной отрасли, стали обращать больше внимания на современные технологии в области двигателестроения, как наиболее простой и быстрый, хотя и не самый дешевый способ уменьшить углеродный след от своей деятельности.

У строительных подрядчиков, планирующих приобрести новую строительную технику или обновить существующий парк техники, уже есть выбор инновационных решений как для дизельных, так и бензиновых ДВС, которые помогут им перейти на технику с низким уровнем выбросов углерода так, чтобы при этом сохранить производительность.

Но вместе с тем, наличие технологических достижений еще больше усложняет процесс принятия решения о том, какой двигатель купить.

Помимо выходной мощности двигателя, затрат на техническое обслуживание и первоначальных затрат, покупатели строительной техники вынуждены также обращать внимание на виды топлива, топливную эффективность двигателя и системы нейтрализации выхлопных газов.

Вертикальний дизельний двигун 4TN86CHT з рідинним охолодженням від компанії Yanmar.
Вертикальный дизельный двигатель 4TN86CHT с жидкостным охлаждением от компании Yanmar.

Но есть и хорошие новости. Когда речь заходит о доступных двигателях с низким уровнем вредных выбросов, европейскому рынку оборудования есть, что предложить.

Дизельные двигатели стандарта Stage V

Хорошим примером таких двигателей может служить новый дизельный двигатель 4TN86CHT известного производителя дизельных двигателей Yanmar Europe. Новая модель расходует меньше топлива, но при этом обеспечивает мощность 55,4 кВт – на 14% выше, чем мощность двигателей в линейке TNV, имеющих такой же рабочий объем 2,1 литра.

Четырехцилиндровый двигатель 4TN86CHT с жидкостным охлаждением, который компания характеризует как экологически «чистый» двигатель, соответствует требованиям как экологических стандартов Stage V, принятых в ЕС, так и американских стандартов Tier 4. Двигатель оснащен системой очистки ОГ с сажевым фильтров, улавливающим частицы сажи, присутствующие в выхлопных газах двигателя.

Как заявила компания Yanmar, это система не только делает двигатель более чистым, но и обеспечивает стабильную работу двигателя «на больших высотах и при низких температурах, а также в любых рабочих условиях, как при высокой, так и при низкой нагрузке».

Серийное производство двигателя 4TN86CHT с увеличенной производительностью системы нейтрализации выхлопных газов началось в апреле 2021 года. Компактный размер двигателя означает, что подрядчики могут спокойно смонтировать эту модель на существующую технику.

Насколько эффективно двигатели снижают уровень выбросов строительной техники

Немалые средства в разработку экологичного двигателя также вложила британская компания JCB. Новая линейка двигателей, выпускаемых на заводе компании JCB Power Systems, расположенном в Великобритании, отвечает требованиям экологических стандартов Stage V и предназначена для внедорожной передвижной и стационарной строительной техники и для генераторов.

Компания предлагает четыре модификации двигателя 448 мощностью от 81 до 129 кВт и с максимальным вращающим моментом в пределах от 516 до 690 Нм.

Новая модель 488, более мощная, чем модель 430, выпущенная ранее в классе 56 кВт, была разработана с таким расчетом, чтобы обеспечить максимальный КПД, низкий расход топлива, и, как следствие, низкий уровень выбросов CO2.

Двигун JCB 448 пропонується в чотирьох модифікаціях потужністю від 81 до 129 кВт і з максимальним обертальним моментом в межах від 516 до 690 Нм.
Двигатель JCB 448 предлагается в четырех модификациях мощностью от 81 до 129 кВт и с максимальным вращающим моментом в пределах от 516 до 690 Нм.

Помимо того, что двигатель JCB 448 не уступает по своим эксплуатационным качествам двигателю 430, он также оснащен гибкой системой нейтрализации выхлопных газов, снижающей количество окислов азота (NOx) в ОГ, которая монтируется в систему выпуска двигателя.

«Подталкиваемый изменениями в экологическом законодательстве, рынок инновационных решений, ориентированных на потребности заказчиков, постоянно развивается. Эти три последних продукта в линейке JCB Power Systems позволят нам и нашим клиентам идти в ногу со временем»,

— говорит менеджер по продажам компании JCB Power Systems Дэниел Джексон (Daniel Jackson).

Модель 448 имеет компактную конструкцию и типовую схему подключения, облегчающие подрядчикам монтаж этого двигателя на строительную технику.

Дизельные двигатели для компактной строительной техники

Для тех, кто интересуется двигателями небольших размеров, базирующееся в Германии подразделение Kubota Business Unit Engine Europe (BUEE) недавно разработало дизельный двигатель с электронной системой управления D902-K. По сравнению с двигателем D902, имеющим механическую систему управления дозированием топливной смеси, новая модель обладает улучшенными эксплуатационными характеристиками. Расход топлива в новой модели уменьшен на 5%.

Новый 3-цилиндровый двигатель Kubota D902-K, который планируется запустить в серийное производство в 2022 году, имеет номинальную мощность 18,5 кВт при скорости вращения 3600 об/мин и является в состав линейки дизельных двигателей Kubota Super Mini.

Как заявила компания, в двигателе используется новая камера сгорания TVCR с новой системой впрыска с общим нагнетательным трубопроводом. Это позволяет использовать 0,9 л дизельный двигатель с жидкостным охлаждением вместо традиционных моделей с механической системой управления дозированием топливной смеси.
Дизельний двигун з електронною системою управління Kubota D902-K відрізняється від двигуна D902 з механічною системою управління нижчою витратою палива. Різниця сягає 5%.
Дизельный двигатель с электронной системой управления Kubota D902-K отличается от двигателя D902 с механической системой управления более низким расходом топлива. Разница достигает 5%.
«Когда мы говорим об аккумуляторных топливных системах типа «коммон рэйл», как правило, это относится к ДВС среднего и большого размеров, и сегодня это уже что-то вроде отраслевого стандарта»,

— рассказывает менеджер отдела маркетинговых исследований Kubota BUEE Дэниел Грант (Daniel Grant).

«Попытка сжать все это так, чтобы система поместилась в архитектуре очень-очень маленьких двигателей требует значительного изменения конструкции, особенно в зоне крышек рабочих цилиндров. Поэтому пришлось проектировать систему сгорания и систему подачи топливом таким образом, чтобы все поместилось без ущерба для долговечности, надежности и производительности двигателя».

Для сбора информации о двигателе, а также регулировки рабочих параметров в режиме реального времени применяются протоколы передачи данных CAN (сети контроллеров).

Без системы нейтрализации ОГ, в которой нет необходимости, модель D902-K имеет те же размеры, что и ее «сестринская» модель с механической системой управления D902.

По словам Дэниела Гранта, компании удалось создать двигатель, который можно использовать на технике с гибридными силовыми агрегатами, а также может использоваться в качестве съемного двигателя в компактных фронтальных погрузчиках, мини-экскаваторах, подъемниках с люлькой и в другом подъемном оборудовании.

Бензиновые двигатели

На рынке строительной техники с бензиновыми ДВС новый двигатель Vanguard V-Twin мощностью 29,9 кВт от крупнейшего производителя бензиновых двигателей Briggs & Stratton предлагает 25-процентную экономию топлива.

Отличительной чертой этого двигателя эко-стандарта Stage V является использование системы впрыска топлива с электронным управлением и электронной системы управления дроссельной заслонкой.

Новий двигун Vanguard V-Twin потужністю 29,9 кВт від компанії Briggs & Stratton.
Новый двигатель Vanguard V-Twin мощностью 29,9 кВт от компании Briggs & Stratton.
Как заявляет компания Briggs & Stratton, в двигателе Vanguard ETC предусмотрена возможность мгновенно подрегулировать выходную мощность под рабочую нагрузку машины. Кроме того, этот двигатель можно использовать с техникой с дистанционным управлением и с автономной техникой.

«При увеличении нагрузки электронная система управления дроссельной заслонкой обеспечивает более плавную и стабильную работу двигателя, — рассказывает директор по маркетингу компании Briggs & Stratton в регионе ЕБВА Пол Брэмхолл (Paul Bramhall). — Объединив электронную систему впрыска топлива и электронную систему управления дроссельной заслонкой, мы получили эффективную альтернативу дизельным двигателям, подходящую для самых разных применений».

Двигатель Vanguard V-Twin мощностью 29,9 кВт можно использовать как на грузовых автомобилях, так и на небольшой строительной технике. Эта модель двигателя не требует установки системы нейтрализации выхлопных газов или сажевых фильтров.

Двигатель Vanguard V-Twin работает тише, чем аналогичные модели на дизеле, поэтому подрядчики могут использовать технику, оснащенную этим двигателем, для выполнения работ в городской черте, где действуют нормы по ограничению шума и выбросов.

Несмотря на то, что преобладающая доля строительной техники по-прежнему оснащена дизельными и бензиновыми двигателями, в последние годы все больше внимания привлекает электроприводная техника.

Техника с электроприводным или гибридным силовым агрегатом

Подходящим примером такой техники является новая модель телескопического погрузчика JCB 525-60E Loadall, в которой традиционный ДВС заменили двумя электродвигателями мощностью 22 кВт, питание 96В электрической системы обеспечивается за счет ионно-литиевой батареи емкостью 24 кВт-час, а для вспомогательных функций и контроллера электродвигателей используется обычная 12В аккумуляторная батарея.

Еще один пример — электрический фронтальный погрузчик WL20-e немецкой компании Wacker Neuson, привлекающий внимание подрядчиков благодаря нулевому уровню выбросов.

Фронтальный погрузчик WL20-e массой 2,3 тонны работает на свинцово-кислотном аккумуляторе, изготовленном по технологии Absorbent Glass Mat и содержащем абсорбированный электролит, дающий ряд преимуществ перед классическими аккумуляторами. Помимо этого, погрузчик имеет два электродвигателя — один для системы приводов, и еще один — для гидравлической системы. Как утверждает производитель, эта модель погрузчика за весь срок службы выбрасывает в воздух на 90% меньше CO2, чем аналогичные машины с ДВС.

Маса фронтального навантажувача Wacker Neuson WL20e становить 2,3 тонни, машина працює на свинцево-кислотному акумуляторі, виготовленому за технологією Absorbent Glass Mat
Масса фронтального погрузчика Wacker Neuson WL20e составляет 2,3 тонны, машина работает на свинцово-кислотном аккумуляторе, изготовленном по технологии Absorbent Glass Mat

Внедрение электроприводных агрегатов затронуло и строительную технику большого класса.

Возьмем в качества примера линейку гибридных дробилок и грохотов Lokotrack e-Power финского поставщика решений для предприятий горно-обогатительной и металлургической промышленности Metso Outotec. Линейка включает 15 дробилок и шесть грохотов, оснащенных дизель-электрическими силовыми установками. Силовая установка включает электродвигатель и генератор, а также дизельный двигатель.

Несмотря на то, что в настоящее время электрические и гибридные двигатели прочно утвердились в качестве надежного выбора, особенно для тех подрядчиков, которые предпочитают арендовать технику, эпоха водородной энергетики началась.

Водородные двигатели

В настоящее время ведутся пилотные испытания водородного двигателя TCG 7.8 H2 немецкого разработчика газовых и дизельных двигателей Deutz. Компания планирует запустить серийное производство нового двигателя в 2024 году.

Компания заявила, что ее первый водородный двигатель отвечает всем критериям соответствия, установленным Евросоюзом для двигателей с нулевыми выбросами CO2 и с честью выдержал начальные испытания.

Тестування нового водневого двигуна Deutz TCG 7.8 H2 розпочнеться у 2022 році.
Тестирование нового водородного двигателя Deutz TCG 7.8 H2 начнется в 2022 году.

По словам доктора Маркуса Мюллера (Markus Müller), технического директора компании Deutz, шестицилиндровый двигатель TCG 7.8 H2 основан на существующей конструкции ДВС.

«Имея выходную мощность 200 кВт, двигатель работает очень тихо и с нулевым выбросом углерода. В принципе, двигатель подходит для всех областей применения двигателей Deutz, но из-за проблем с водородной инфраструктурой, вероятнее всего, двигатель будет сначала использоваться на стационарном оборудовании, генераторах и на железнодорожном транспорте».

Компания Deutz заявила, что планирует сначала проверить эффективность этой модели на стационарном оборудовании для выработки электроэнергии в рамках партнерства с региональной коммунальной компанией.

По информации компании, «этот пилотный проект планируется начать в начале 2022 года с целью подтвердить пригодность двигателя для повседневного применения».

Несмотря на то, что пройдет некоторое время, прежде чем подрядчики смогут массово перейти водородные двигатели, продолжающееся развитие низкоуглеродных технологий, несомненно, изменит не только конструкцию двигателей.

Успешное применение продуктов, систем, технологий и способов получения экологически чистой энергии затронет все аспекты строительной отрасли, от оборудования до управления зданиями и проектирования инфраструктуры, гораздо раньше, чем другие отрасли.

Поэтому для подрядчиков в строительной отрасли изучение новых разработок, позволяющих использовать альтернативные виды топлива, не будет пустой тратой времени.

Передает Информационный портал Заполнители

Подпишись на нашу рассылку

Дайджест главных новостей, презентации оборудования, обзоры мероприятий и многое другое.

*

* Эти поля обязательны для заполнения.

Advertisement

Материалы по теме

Использование электрических водоотливных насосов Tsurumi в карьере

Использование электрических водоотливных насосов Tsurumi в карьере

Приняв решение заменить существующее внутриплощадное дизельное оборудование для откачки воды на электрический погружной высоконапорный насос серии GSZ японской компании Tsurumi.

22 Фев 2022, 10:00

eye-icon

37

comment-icon

0

Не только подъемник: телескопические погрузчики и оборудование MB Crusher

Не только подъемник: телескопические погрузчики и оборудование MB Crusher

Как превратить телескопический погрузчик в настоящую дробилку

16 Фев 2022, 14:15

eye-icon

27

comment-icon

0

Еще раз о выгодах рационального использования водных ресурсов для горнодобывающих предприятий

Еще раз о выгодах рационального использования водных ресурсов для горнодобывающих предприятий

Все больше разработчиков карьеров приходят к пониманию того, какую большую роль играет повторное использование производственных сточных вод в повышении эффективности производства, снижении расходов, связанных с получением разрешений на водопользование, и в повышении эффективности инвестиционных вложений.

16 Фев 2022, 10:00

eye-icon

46

comment-icon

0

Advertisement