新型发动机如何降低碳排放

莱拉的骏马2021年9月29日

看看新引擎如何帮助建筑企业降低他们的碳足迹

随着全球朝着净零碳排放的目标迈进,如今已成为日常讨论的话题,许多建筑承包商将投资新发动机技术视为降低碳足迹最简单、最快捷的方式——尽管不是最便宜的。

对于希望购买新建筑设备或升级现有车队的承包商来说,柴油和汽油发动机的新进展和改进,可以让他们以最能支持其运营的方式过渡到低碳设备。

然而,这些新技术的进步也意味着,现在决定购买哪种引擎比以往任何时候都更加困难。

除了发动机功率输出、维护成本和初始支出外,建筑设备买家现在也更多地考虑发动机燃料类型、效率和后处理系统。

Yanmar 4TN86CHT立式水冷柴油机。

不过,好消息是,欧洲设备市场在低排放发动机方面处于领先地位。

五级柴油机

例如,Yanmar Europe的新型4TN86CHT柴油发动机不仅油耗更低,而且可提供55.4kW的动力,比该公司TNV发动机范围内相同排量的2.1升发动机多14%。

这款4缸水冷发动机被描述为“清洁”,符合V级和4级排放规定,并配备了柴油微粒过滤系统,用于捕获发动机尾气中的烟尘。

除了更加环保,Yanmar说,这有助于保持引擎在“高海拔和低温,以及从轻到重的所有工作条件下”工作。

从2021年4月开始批量生产的4TN86CHT发动机的紧凑尺寸意味着废气后处理系统的产量增加了,承包商可以在现有机器上使用该模型。

高效发动机如何减少建筑设备的排放

同样,JCB Power Systems公司推出的新型V级顺应型发动机适用于移动和静止建筑设备和发电机的非公路应用。

448款发动机可配置在4个功率节点上,功率范围为81 - 129kW,峰值扭矩输出范围为516 - 690Nm。

新车型448的动力比该公司之前推出的56kW以下的430发动机更高,旨在提供最大的效率和更低的油耗,从而降低二氧化碳排放。

JCB的448发动机可配置在4个功率节点上,功率范围为81至129kW,峰值扭矩输出范围为516至690Nm。

除了与430的性能相匹配,JCB的448发动机还集成了一个安装在发动机上的柔性后处理系统,从而减少了氮氧化物气体(NOx)的排放。

”由立法、创新和市场客户集中的解决方案是不断发展的,随着这些最新的引入增加JCB电力系统范围内,我们和我们的客户仍在发展的前沿,”丹尼尔·杰克逊说,JCB电力系统OEM发动机销售和应用程序管理器。

这448个单元设计紧凑,具有常见的客户连接点,使承包商能够轻松地将模型安装到他们的施工设备中。

小型建筑设备用柴油机

对于那些对小型发动机感兴趣的人,久保田欧洲事业部(BUEE)最近开发了D902- k电子控制柴油发动机,与机械控制的D902相比,这款发动机的性能提高了,油耗降低了5%。

新一代久保田3缸D902-K计划于2022年量产,额定功率为18.5kW,转速为3600 rpm,是该制造商的超级迷你发动机系列的一部分。

Kubota说,它的特点是一个新的TVCR燃烧室与新的共轨系统,允许液冷0.9lt柴油发动机用于替代传统的机械控制模型。

久保田的D902- k电子控制柴油发动机比机械控制的D902低5%的油耗。

“当你谈到共轨燃油喷射系统时,它通常被认为是一种中型到大型发动机技术,现在它几乎是行业标准,”久保田BUEE的营销情报经理丹尼尔·格兰特(Daniel Grant)说。

“试图将其压缩成一个非常、非常小的发动机结构需要大量的重新设计,特别是在缸盖周围。

“因此,燃烧和燃油系统是为适应发动机结构而定制的,在耐久性、可靠性和性能方面均不打折扣。”

它采用CAN (Controller Area Network)通信协议采集发动机数据,实时调整运行参数。

没有后处理系统需要,D902- k是相同的大小,其机械姐妹模型,D902。

Grant说,这意味着该引擎适用于混合应用,并可作为小型轮式装载机、小型挖掘机和空中工作平台和访问设备的虚拟临时代理。

汽油发动机

在建筑设备市场的汽油方面,Briggs & Stratton公司推出的新型Vanguard V-Twin 29.9kW发动机为设备所有者和用户节省了高达25%的燃油。

V级发动机的特点是结合了电子燃油喷射(EFI)和电子油门控制(ETC)技术。

Briggs & Stratton的新型先锋V-Twin 29.9kW发动机。

Briggs & Stratton公司表示,他们的Vanguard ETC通过即时调整机器的活动来保持发动机的功率输出,同时还可以与“远程或无人设备”一起使用。

Briggs & Stratton的发动机和动力EMEA市场总监Paul Bramhall说:“ETC技术可以提供更平稳、更稳定的性能,随着负载的增加。

通过电喷和ETC的结合,我们为各种应用提供了一种高效的柴油替代品。”

Vanguard V-Twin 29.9kW可用于多用途车和小型建筑设备,不需要后处理系统或柴油颗粒过滤器。

据称,这款车比类似的柴油车型更安静,承包商可以在城市地区使用安装了发动机的设备,那里可能有噪音和污染法规。

虽然柴油和汽油发动机仍是建筑设备行业的心脏,但近年来,电动机械越来越受到关注。

电动和混合动力设备

典型的例子是新型JCB 525-60E Loadall电动遥控车,它将传统的内燃发动机替换为两个22千瓦的电动机、一个24千瓦时的锂离子电池(为96V电力系统提供动力)、一个用于辅助功能的传统12V电池和一个电机控制器。

同样,Wacker Neuson的电动汽车WL20-e也因零排放而备受关注。

2.3吨轮式装载机由AGM (Absorbent Glass Mat)电池提供动力,并有两个电动发动机,一个用于驱动系统,一个用于液压系统。据悉,与内燃机相比,在整个使用寿命中减少了约90%的CO₂排放量。

Wacker Neuson WL20e轮式装载机重2.3吨,由吸收玻璃垫电池供电。

更大的建筑机械也在开发中,以整合电力。

以美卓科技(Metso Outotec)的混合Lokotrack粉碎机和筛分机的e-Power系列为例。这条柴油电力设备线由15台破碎机和6个筛管组成,配备了传动系统,其中包括一台破碎机电机和一台发电机,以及一台柴油发动机。

虽然电动和混合动力发动机现在已经成为承包商的可行选择,特别是那些选择租用设备的承包商,但氢动力的时代已经来临。

氢发动机

新TCG 7.8 H2来自道伊茨,目前正在进行试点测试,2024年全面投产。

道茨表示,这款发动机“符合欧盟为零二氧化碳排放发动机设定的所有合格标准”,并“以优异的成绩”通过了初步测试。

来自道依茨的新型氢动力TCG 7.8 H2将于2022年开始测试。

道依茨首席技术官Markus Müller博士说:“六缸TCG 7.8 H2是基于现有的发动机设计。

“它的输出功率为200千瓦,运行时碳中和且非常安静。原则上,该发动机适用于目前所有的Deutz应用,但由于现有的基础设施,它可能首先用于固定设备、发电机和铁路运输。”

道茨表示,他们将首先通过与一家地区公用事业公司的合作,检验该模型在固定发电设备上的性能。

“试点计划于2022年初开始,目的是证明该引擎的日常使用适用性,”多伊茨说。

虽然可能还需要一段时间承包商才能集体接受氢发动机,但低碳技术的持续发展肯定会改变的不仅仅是发动机设计。

清洁能源产品、系统、技术和方法的成功应用将涉及建筑工业的各个方面——从设备到建筑管理再到基础设施设计——比其他部门要快得多。

因此,很明显,任何时候建筑行业承包商花时间熟悉这些新燃料的发展,都不会是一种浪费。

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远程信息技术如何改善发动机性能

发动机制造商康明斯(Cummins)将其数字发动机应用与Topcon、Trimble、Saucon和TelliQ等公司的远程信息处理服务结合在一起。

康明斯Connected Diagnostics通过无线连接持续监控发动机并诊断系统故障,及其Connected Software Updates——一种空中发动机控制系统,提供模块软件更新,以最大化资产性能——现在可以与上述供应商提供的具有远程信息处理系统的设备同步工作。

康明斯表示,许多建筑设备制造商正在“发展自己的远程信息处理能力”。

随着新的数字应用程序通过机器网络与它们的系统集成,设备所有者可以“通过一个接口在一个地方获得包括引擎在内的所有机器信息”。

康明斯非公路业务主管Jeremy Harsin表示:“在建筑工地、港口、配送中心和农场,远程信息技术已经成为提高机器运行效率的关键因素。

“由于这些环境中的大多数车队都是混合车队,管理人员需要一个在他们的机器之间兼容的解决方案。”

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