Mesmo os motores de serviço pesado precisam ser colocados na bancada de testes para verificar a qualidade dos gases de escape exigida em cada ponto de operação e seu consumo de combustível reduzido. De 27 de fevereiro a 5 de março de 2022, SYSTEMS & COMPONENTS, que acontece na feira Agritechnica na Alemanha, mostrará as otimizações em eficiência de combustível na última geração de motores fora de estrada. Os fornecedores de tecnologia que estarão expondo em Hanover oferecem ampla competência de sistema, abrangendo pós-tratamento de gás de exaustão inteligente e tecnologia de injeção para diesel, biodiesel ou gás liquefeito.
(DLG) Embora os motores de combustão, principalmente os motores a diesel, sejam amplamente considerados como estando à beira da extinção no debate público, eles estão longe de terminar no setor fora de estrada, onde representam alta disponibilidade, confiabilidade e baixos custos operacionais com comprovada longevidade mesmo nas condições mais adversas. Além dos fatores específicos da indústria, são particularmente a eficiência e os requisitos legais para a redução de poluentes que são as forças motrizes tecnológicas. O progresso alcançado no desenvolvimento de motores para otimizar máquinas de trabalho móveis em termos de consumo de combustível e emissões será um dos temas centrais em SYSTEMS & COMPONENTS, que acontecerá pela quinta vez em paralelo com a Agritechnica em Hanover, Alemanha.
Emissões mais baixas em alto rendimento
Praticamente todos os fornecedores de motores de combustão convencionais estarão presentes no local em Hanover com uma extensa gama de soluções para permitir que os clientes OEM cumpram as rígidas regulamentações de emissões de escapamento de acordo com a European Off-Highway Stage V e US Off-Highway Tier 4 final. Muitos desses novos desenvolvimentos buscam consistentemente o princípio de redução do tamanho: componentes comprovados para injeção de combustível (sistema common rail), motor e gerenciamento de ar, bem como pós-tratamento de gases de escapamento, juntamente com motores menores, formam casas de força que economizam combustível.
Os fornecedores estão prestando muita atenção à modularidade de seus sistemas de motor. Os componentes com montagem flexível permitem diferentes opções de instalação e integração do sistema de acordo com os requisitos. As versões diferem, por exemplo, devido aos acessórios de ventilador e acionamentos por correia, tampas de cabeçote de cilindro e cárteres de plástico e alumínio, até e incluindo turboalimentadores com válvula de descarga ou controle de pressão de carga com geometria de turbina variável. Ao contrário de seus equivalentes a diesel, os motores movidos a gás natural são equipados com recirculação de gases de escape resfriada. Para cumprir os regulamentos de emissões, os motores estão equipados com um sistema de pós-tratamento dos gases de escape constituído por um filtro de partículas diesel (DPF), redução catalítica seletiva (SCR) e conversor catalítico de oxidação diesel (DOC).
Com biometano para mobilidade neutra para o clima
No entanto, os diferentes requisitos feitos em máquinas móveis, como caminhões basculantes, escavadeiras móveis, tratores ou colheitadeiras também significam que não existe uma solução de motor comum. Nesse contexto, a abertura à tecnologia serão palavras-chave importantes em SYSTEMS & COMPONENTS na avaliação do portfólio de engines. Além dos motores a diesel, uma série de outros conceitos, como híbrido paralelo, extensor de alcance, híbrido plug-in e sistemas totalmente elétricos, também serão apresentados na plataforma B2B em Hanover. O foco adicional na feira será colocado em combustíveis alternativos, que têm como objetivo facilitar o caminho para uma mobilidade neutra para o clima. Entre outros, os motores a gás natural projetados especificamente para aplicações off-road em máquinas agrícolas e de construção também estarão em exposição. Em condições reais de operação, eles produzem cerca de dez por cento menos dióxido de carbono do que os motores a diesel.
Nesse processo, o uso de biometano está cada vez mais se concentrando na agricultura, conforme demonstrado pelo New Holland T6 Methane Power - o primeiro trator de produção em volume do mundo funcionando com 100% de metano. Em seu interior, um motor de seis cilindros da FPT Industrial com um deslocamento de 6.7 litros utiliza gás natural comprimido (GNV), liquefeito (GNL) ou renovável (biometano) e atende ao padrão de emissões Estágio V da UE, graças ao uso de um conversor catalítico de três vias. Os primeiros tratores estão programados para entrega nos próximos meses de 2021, com um número impressionante de pré-encomendas a serem produzidas e entregues este ano. No futuro, portanto, o reabastecimento será possível na própria planta de biogás da fazenda, desde que um condicionador de gás correspondente esteja disponível. Se a planta fermentar adicionalmente esterco líquido ou sólido, o balanço de CO2 pode até ser negativo.
Combustíveis sintéticos como uma nova opção
Os combustíveis sintéticos oferecem uma solução potencial no cenário de carbono zero que tem sido relativamente esquecido até agora. Esses combustíveis podem ser produzidos usando eletricidade regenerativa. A principal vantagem desses e-combustíveis baseados em potência para líquido é sua alta densidade de energia, especialmente quando comparada aos sistemas de bateria. O pano de fundo para isso é que, embora os pequenos veículos comerciais em uso agrícola possam ser totalmente eletrificados, esse é um grande desafio para máquinas de trabalho móveis pesadas. A eletrificação parcial do trem de força em paralelo com motores menores movidos a combustíveis sintéticos, é uma possibilidade para alcançar reduções de CO2 relevantes. Um exemplo disso é o metanol, produzido de forma regenerativa, que poderia ser usado como substituto do setor fora de estrada. O desafio apresentado pelos e-combustíveis é a necessidade de eletricidade regenerativa para eletrólise neutra de CO2 e que isso não está disponível em quantidades suficientes no momento. Este aspecto importante no caminho para um futuro neutro para o clima será discutido por engenheiros e especialistas nos fóruns de especialistas 'Future Lounge' em SYSTEMS & COMPONENTS.
Por muito tempo, o hidrogênio desempenhou um papel secundário no desenvolvimento de conceitos de acionamento neutros em CO2 no setor fora de estrada. A complexa conversão de outras formas de energia em hidrogênio parecia muito complexa para atingir o objetivo. No entanto, desde que a União Europeia lançou a 'European Clean Hydrogen Alliance' (ECH2A) em julho de 2020, o foco da indústria está mudando cada vez mais para este tópico, e não sem uma boa razão, uma vez que o hidrogênio produzido de forma regenerativa não é apenas adequado como combustível para células de combustível, mas também pode ser usado diretamente em motores de combustão e turbinas a gás. Como o hidrogênio é um combustível que não contém carbono, apenas emissões mínimas são geradas principalmente a partir do óleo lubrificante queimado. Graças às baixas temperaturas dos gases de escape, as saídas de óxido de nitrogênio já estão abaixo dos valores limite, mesmo sem pós-tratamento dos gases de escape. A operação eficiente e enxuta também resulta em uma vantagem de consumo em comparação com os motores de combustão convencionais.
Os motores a hidrogênio estão ganhando velocidade
Então, como é o sistema de transmissão ideal de hidrogênio para uma escavadeira? SYSTEMS & COMPONENTS visa responder a esta questão com as adaptações do motor e do turbo motor necessárias para o conseguir. O fabricante de motores Deutz já apresentou esse protótipo como alternativa à tecnologia de célula de combustível: o TCG 7.8 H2. A variante de hidrogênio do motor em linha de seis cilindros para máquinas agrícolas também pode ser usada em várias configurações híbridas em combinação com acionamentos elétricos. A receita para o sucesso dos motores de combustão sem CO2 consiste em injeção eficiente, combustão pobre, recirculação dos gases de escape, turboalimentação e um conversor catalítico de hidrogênio especial. Um projeto que está sendo realizado no Institut für Kolbenmaschinen (Instituto de motores de pistão) no Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) também é exemplar neste contexto. Ele está investigando o potencial de métodos de combustão futuros usando o exemplo de veículos comerciais pesados. Para isso, o hidrogênio é injetado, em uma primeira fase, no coletor de admissão do motor e, posteriormente, após a conversão do motor, diretamente no cilindro. Através deste processo, o Diretor do Instituto, Prof. Thomas Koch, e sua equipe de cientistas são capazes de analisar a influência da formação da mistura na combustão. O objetivo é estabelecer os futuros roteiros de tecnologia para veículos comerciais com base nisso e determinar os desafios técnicos envolvidos na implementação de motores a hidrogênio.
A combinação de motores do futuro
O desempenho dos veículos fora de estrada modernos é baseado na operação confiável e precisa dos motores. O motor diesel continuará sendo o motor de escolha no mix de tecnologia no futuro próximo, mas agora tem concorrência. Seja a gás, híbrido ou elétrico, no que diz respeito ao tema de SISTEMAS E COMPONENTES de 'Eficiência Verde - inspirado em soluções', as soluções em exposição em Hanover ajudarão a unir os requisitos do mercado e as regulamentações de emissões.
SYSTEMS & COMPONENTS ocorre dentro da Agritechnica, a maior feira comercial do mundo para máquinas agrícolas, em Hanover, Alemanha, de 27 de fevereiro a 5 de março de 2022.Emissões mais baixas e consumo de combustível reduzido: novos conceitos de motor para aplicações fora de estrada combinam desempenho com proteção climática