A traktormotorok fejlesztésében érvényesülő főbb tendenciák
A motorok fejlesztésén – beleértve a traktormotorokat is – szakemberek tízezrei dolgoznak világszerte. A konkurenciaharc és a piaci verseny mellett a füstgázok károsanyag-kibocsátásán keresztül a szigorodó környezetvédelmi előírások teljesítése is folyamatos korszerűsítésekre és fejlesztésekre sarkallja a gyártókat. A traktormotorok fejlesztésében érvényesülő főbb tendenciák közül az alábbiak emelhetők ki:
- Egységnyi hengerűrtartalomból/lökettérforgatból egyre nagyobb fajlagos teljesítmény és nyomaték kihozatala (max. 53,6 LE/l és max. 228 Nm/l).
- Az állandó teljesítményt és nyomatékot szolgáltató takarékos üzemű (ECO) fordulatszám-tartományok bővítése (Telj.: 1600-2100 f/min, nyom.: 1200-1600 f/min).
- A nyomatéki rugalmassági tényező növelése (max. 46-56%).
- A fajlagos hajtóanyag-fogyasztás csökkentése (min. 195 g/kWh).
- A füstgáz károsanyag-tartalmának további mérséklése (USEPA Tier 4 és 5 ill. EU Stage IV. és V.).
- A motorzaj csökkentése (min. 62 dB (A).
- A motorok szerkezeti tömegének mérséklése.
- A motor szerviz- és olajcsereciklus növelése (jell. 600 üó, max. 1000. üó).
1. A Deutz AG TCD 6.1 típusú, hathengeres 6,1 literes 237 LE-s Stage/Stufe V környezeti normás motorja. 2. Az MTU CR 1100-as szériájú, hathengeres, 500 LE-s Stage/Stufe V-os, korszerű dízelje a CLAAS XERION-okban és különféle szecskázókban is megtalálható majd. Kép: Agro Napló 2018. március 89. oldal
Az angol „downsinzing” (kisebbítés) szóval jellemezhető tendencia, hogy egyre kisebb hengerszámú és lökettérfogatú ugyanakkora vagy nagyobb teljesítményű motorok kerülnek a traktorokba, a korábbiak helyére. A 90 LE motorteljesítményig a korábban elterjedten alkalmazott négyhengeres motorokat fokozatosan felváltják a háromhengeres, hengerenként 30 LE feletti teljesítményt szolgáltató és akár 25,0-32,8 LE/l fajlagos teljesítményre képes korszerű konstrukciójú motorok. A korábban már 110 LE teljesítménytől elterjedten alkalmazott hathengeres motorokat pedig ebben a kategóriában erősen szorongatják a négyhengeres motorok, amelyek ma már 175 LE névleges-, illetve 183 LE max. teljesítményre is képesek. Ezek 4 hengerükkel és átlagos 4,5 literes hengerűrtartalmukkal hengerenként 43,8 LE, illetve 38,8 LE/l névleges fajlagos teljesítmény leadására is képesek. A hengerűrtartalomra vetített max. nyomatékuk pedig 151 Nm/l-t is eléri. A nyomatéki rugalmasságuk közelít a 40%-hoz. A kevesebb hengerszámú, kisebb löketszámú motor előnye, hogy kevesebb alkatrészből épül fel, kisebb a gyártási költsége, ezáltal olcsóbb is, kisebb a súrlódási vesztesége, kevesebb a hajtóanyag-fogyasztása, kisebb a károsanyag-kibocsátása és a karbantartási költsége is.
…
A vázolt fejlesztések visszavezethetők a motorkonstrukciókon belüli változtatásokra, a módosított égéstér kialakításokra, a turbófeltöltők szabályozására, a hajtóanyagellátó rendszer vezérlésére, a motorhűtések optimalizálására, új hatóanyag, olaj- és légszűrők alkalmazására és a füstgázkezelő rendszerek folyamatos módosítására. A motorok beépítési, szerkezeti tömegének csökkentésére egyre több alumíniumötvözetet és újabban műanyagokat használnak. Egyes gyártók pl. műanyagból készítik a motorok olajteknőjét és szelepfedeleket, ezzel is csökkentik a motor tömegét. A motorgyártók egyre több szenzort építenek be a motorokba, amelyek nem csak automatizálják a vezérléseket, hanem távdiagnosztikai kapcsolat létesítésére is alkalmasak.
1. FPT Cursor 9 hathengeres, 8,7 literes 352 LE-s Stage/Stufe V normás, korszerű, engergiatakarékos dízel. 2. A MAN D 38 hathengeres az alacsony fordulatú hajtásrendszerek 380-520 LE teljesítményű motorja a Fendt 1000-es traktorok erőforrása. Kép: Agro Napló 2018. március 89. oldal
A katalizátoros füstgázkezelő rendszerek fejlesztése
Mind az amerikai (Tier), mind az európai (Stage, Stufe) direktívák folyamatosan szigorítják a motorok füstgázaival a levegőbe juttatott egészségre káros anyagok mennyiségét. Nem könnyű ezeknek megfelelni. A gyártók még csalásra is hajlamosak a kibocsátási értékek megadásánál, lásd a legutóbbi autóipari botrányokat.
A traktormotorok károsanyag-kibocsátásának következő szigorító fokozata 2019-ben lép életbe, amikor a nitrogénoxidok mennyisége legfeljebb 0,4 g/kWh, a szilárd részecskék (alapvetően korom) kibocsátása pedig 0,01 g/kWh lehet csupán. Ezek az értékek a 177-762 LE közötti teljesítményű traktor- és kombájnmotorokra vonatkoznak. De szinte valamennyi teljesítménykategóriában hasonlóan szigorodnak az elvárások, és a gyártók többsége legkésőbb 2020-ig valamennyi motortípusát Tier 5/Stage V. levegőtisztasági norma alá helyezi.
A tavalyi Agritechnica 2017 kiállításon már számos traktormotorgyártó állított ki Tier 5/Stage V. normás motorokat, felkészülve a 2019-es változásokra.
…
A korszerű PowerBoost-tal is rendelkező, teljesítmény- és nyomatéktartó Eco üzemmódban is használható traktormotorok fordulatszám diagramja. Kép: Agro Napló 2018. március 91. oldal
A mellékelt diagramból jól látszik, hogy 1999 és 2019 között az EU Stage/Stage I-V. közötti követelmények a nitrogén-oxidok (NOx) kibocsátását 96%-kal, a szilárd részecskék kibocsátását (PM) 98%-kal mérsékelték a 177-762 LE közötti traktormotoroknál. Az EU Stufe/Stage V. határértékek nitrogén-oxidoknál 0,40 g/kWh, a szilárd részecskék esetében 0,01 g/kWh, az elégetlen aromás szénhidrogéneknél (HC) 0,19 g/kWh, a szén-monoxidból (CO) legfeljebb 3,5 g/kWh, metánból (CH4) 1,1 g/kWh és koromszámból (PN) 9x10 11/kWh értékeket engednek meg. Az egyre szigorodó követelményeknek a motorgyárak a füstgázkezelő rendszerek fejlesztésével új, ill. továbbfejlesztett katalizátorok alkalmazásával igyekeznek megfelelni, ügyelve arra, hogy ezek csak minimális mértékben csökkentsék a motorok teljesítményét.
| KAPCSOLÓDÓ CIKKEK | |
|---|---|
 |
A traktormotorok világa 1. rész
A motor a traktorok szíve, a legfontosabb szerkezeti egysége. A traktor a motorjának teljesítményét alakítja át vonóerővé, a hajtási (TLT) és hidraulikus teljesítménnyé, amelyet képes a munkagépek üzemeltetésénél hasznosítani, azaz munkát végezni vele. >>
|
Ez utóbbi szempontok indokolják a füstgáz-visszavezetéses AGR/EGR (Exthaus Gas Recirculation) füstgáztisztító és DPF (Diesel Partikel Filter) szűrők alkalmazásának visszaszorítását. A korábbi EGR/AGR rendszereket SCR (Selective Catalytic Reduction) DEF/AdBlue injektoros katalizátorokkal váltják ki részben, vagy egészben, ill. a Hi-eSCR rendszereknél az SCR katalizátorok veszik át a DPF szűrők feladatát. Megtartják a rendszerben a DOC (Diesel Oxidation Catalytic) katalizátorokat, amelyeknek megjelentek a regenerálható kivitelű változatai is, csökkentve a fenntartási költségeket. Napjainkban a legkorszerűbb és a leghatékonyabb füstgázkezelő rendszerek DOC+Hi-eSCR II vagy DOC+Hi-eSCRoF katalizátorokkal dolgoznak.
Szöveg: Dr. Hajdú József
Forrás és teljes cikk: Agro Napló 2018. március 87-91. oldal
A 130-560 LE közötti teljesítményű traktor- és kombájnmotorok NOx, PM és HC füstgázösszetevők értékeinek változása a Stage/Stufe I-V. kategóriák között. Kép: Agro Napló 2018. március 91. oldal