Siirry pääsisältöönSiirry hakuun
Siirry sivupalkkiinSiirry alaosaan
  • Vaihtoehtoisia polttoaineita käyttävät moottorit olivat pääosissa Agritechnicassa – uusista polttoaineista eniten näkyvyyttä sai vety

    Yksi asia tuli selväksi tarkasteltaessa moottorivalmistajien tarjontaa: kellään ei ole nyt varmuutta tulevaisuuden energiaratkaisuista. Siksi jokainen valmistaja oli ottanut valikoimiinsa kaikki ne vaihtoehdot, joiden kehittämiseen rahkeet vain olivat riittäneet. Energialähteeksi tarjottiin tavanomaisen dieselin rinnalla HVO-biodieseliä, biokaasua, vetyä ja akkusähköä.
    Steyr Hybrid CVT -traktorissa nähdyn voimalinjan tapaisia ratkaisuja nähtäneen tulevaisuudessa yhä enemmän. Traktorin etuakselia pyöritetään sähkömoottoreilla, joiden energia tuotetaan akustoon traktorin moottorin pyörittämällä generaattorilla. Etuakselia voidaan edelleen pyörittää myös mekaanisesti.
    Steyr Hybrid CVT -traktorissa nähdyn voimalinjan tapaisia ratkaisuja nähtäneen tulevaisuudessa yhä enemmän. Traktorin etuakselia pyöritetään sähkömoottoreilla, joiden energia tuotetaan akustoon traktorin moottorin pyörittämällä generaattorilla. Etuakselia voidaan edelleen pyörittää myös mekaanisesti. Kuva: Tapio Vesterinen

    Kukaan ei osaa sanoa varmasti, mitä tulevaisuus tuo tullessaan. Tämän saattoi helposti aistia moottorivalmistajien esitellessä uusimpia tuotekehityksen hedelmiä. Osa sanoi asian avoimemmin, osa peitellymmin , että päätulonlähde nyt ja vielä hyvän aikaa tulevaisuudessa – on dieselmoottori.

    Dieselmoottoriin tai tarkemmin sanottuna sen maaöljyperäiseen polttoaineeseen liittyvien lainsäädännöllisten, eli pohjimmiltaan poliittisten, epävarmuuksien takia moottorivalmistajien on ollut pakko alkaa tarmokkaasti kehittää vaihtoehtoisia polttoaineita käyttäviä moottorityyppejä.

    Viimeisen viiden vuoden aikana moottorivalmistajat ovat panostaneet merkittävästi tuotekehitysrahaa vedyllä käyvän moottorin kehittämiseksi. Samaan aikaan osa valmistajista on jatkanut metaania eli biokaasua käyttävien moottoreiden valmistamista ja edelleenkehittämistä. Vety- ja kaasumoottoreiden rinnalla ovat monet polttomoottorivalmistajista investoineet hyvin huomattavia summia myös akkutekniikkaan, sähkömoottoreihin ja sähköiseen voimansiirtoon. Tämän strategian voi nähdä tavallaan viisautena, sillä jos veikkaa kaikkia hevosia, veikkaa silloin todennäköisesti myös voittajaa.

    Stage 5 -päästötason moottoreihin liittyy konevalmistajien kannalta yksi hyvin suuri ongelma: pakokaasujen jälkikäsittelylaitteet tarvitsevat valtavasti tilaa, eikä sen järjestäminen ole helppoa. Tämä tuli selvästi esiin Agritechnicassa, kun katsoi MAN:in 12,4-litraista D2676 LE-moottoria ja siihen liitettyjä pakokaasulaitteita. Moottorista on saatavana tehoversioita 400–520 hv.
    Stage 5 -päästötason moottoreihin liittyy konevalmistajien kannalta yksi hyvin suuri ongelma: pakokaasujen jälkikäsittelylaitteet tarvitsevat valtavasti tilaa, eikä sen järjestäminen ole helppoa. Tämä tuli selvästi esiin Agritechnicassa, kun katsoi MAN:in 12,4-litraista D2676 LE-moottoria ja siihen liitettyjä pakokaasulaitteita. Moottorista on saatavana tehoversioita 400–520 hv. Kuva: Jussi Laukkanen

    Kokonaan uusia moottoreita esitellään nykyisin harvoin, eikä sellaista osu välttämättä joka toinen vuosi pidettävään Agritechnicaan kuin yhdeltä moottorivalmistajalta.

    AGCOn Core75 olisi tavallaan ollut kokonaan uusi moottori, mutta se ennätettiin julkistaa jo aikaisemmin. Muut valmistajat esittelivät moottoriuutuuksia, mutta jokaisen aikaansaannos vaikutti perustuvan aika voimakkaasti jo olemassa oleviin malleihin.

    Tämä ei ole mikään ihme, sillä täysin uuden moottorimallin kehittäminen on nykyisten päästövaatimusten aikana erittäin kallista. Hintalapun suuruusluokka voi hyvinkin olla vaikkapa 2 miljardia euroa. Tämän verran kertoi esimerkiksi Scania käyttäneensä viime vuonna myyntiin tulleen uuden DC13 Super -moottorinsa tuotekehitykseen.

    Tämän vuoksi useat moottorivalmistajat ovat lähteneet kehittämään vaihtoehtoisilla polttoaineilla toimivia versioita olemassa olevista moottorimalleistaan. Tällöin selviää rakentamalla vain uuden kannen, ruiskutuksen osat ja tietysti myös ohjelman, joka ohjaa moottoria toimimaan uuden polttoaineen kanssa.

    AGCO:lta kerrottiin, että he pystyvät hyödyntämään vetymoottorissaan noin 80 % dieselversion osista. Näin tuotekehityksen kuluja voidaan saada edes jossain määrin siedettävimmiksi.

    Samaan prosenttiosuuteen oli päätynyt myös MAN omassa vetymoottorissaan, joka esiteltiin Agritechnicassa. Muun muassa maatalouskoneiden voimanlähteeksi soveltuva MAN H4576 -vetymoottori oli rakennettu D3876 -dieselmoottorin pohjalle. Vetyversiossa oli käytetty noin 80 % dieselin peruskomponenteista, kuten kampikammio, kampiakseli, kiertokanki sekä jäähdytys- ja voitelujärjestelmät, mukaan lukien pumput, öljypohja ja öljynsuodatin.

    MAN:in vetymoottorissa tärkeä ero dieseliin verrattuna on, että sylinteriporausta on kasvatettu 138 mm:stä 145 mm:iin. Sen sijaan iskunpituus on jätetty ennalleen. Muutos nostaa iskutilavuuden 16,8 litraan verrattuna D3876 -dieselmoottorin 15,3 litraan. Tämä on tarpeen vetymoottorien alhaisemman tehotiheyden vuoksi riittävän tehon saavuttamiseksi. Vetyversion teho vastaa käytännössä 12,4 litran MAN D2676 -dieselin tehoa.

    MAN H4576:n vedynsyöttö käsittää matalapainelinjat ja yhteispainekiskon, jotka syöttävät vedyn ruiskutussuuttimille. Vedyn suoraruiskutus edellyttää tarkkaa paineensäätöä annostelemaan vedyn määrää, jotta optimaalinen palotapahtuma voidaan saavuttaa. Suoraruiskutuksen suurin ruiskutuspaine on 40 bar.

    John Deere esitteli näyttelyssä 9-litraisen etanolimoottorin. Vetymoottorin tavoin dieselmoottorin muuttaminen etanolikäyttöiseksi onnistuu melko pienin muutoksin. Valmistaja kertoo tavoittelevansa kipinämoottorilla vastaavan dieselin suorituskykyä, mutta etanolin dieseliä matalamman energiatiheyden vuoksi tankkien kokoa lienee kasvatettava.
    John Deere esitteli näyttelyssä 9-litraisen etanolimoottorin. Vetymoottorin tavoin dieselmoottorin muuttaminen etanolikäyttöiseksi onnistuu melko pienin muutoksin. Valmistaja kertoo tavoittelevansa kipinämoottorilla vastaavan dieselin suorituskykyä, mutta etanolin dieseliä matalamman energiatiheyden vuoksi tankkien kokoa lienee kasvatettava. Kuva: Tapio Vesterinen

    Uusista polttoaineista vety oli ykkönen

    Uusista polttoaineista eniten näkyvyyttä sai vety. Oma vetymoottori oli Agritechnicassa esillä karkeasti laskettuna joka toisella isoista moottorivalmistajista. Muun muassa Kohler, Deutz, FPT, Agco, Cummins, MAN, Liebherr sekä JCB olivat tuoneet messuosastoilleen vetymoottorin.

    Teknisessä mielessä vetymoottorin toteutuksessa on ollut kaksi erilaista toteutustapaa: suoraruiskutus ja imusarjaruiskutus. Jälkimmäinen vaihtoehto on tekniikkansa puolesta yksinkertaisempi ja valmistajalle melko suoraviivainen toteuttaa.

    Imusarjaruiskutusta käytettäessä moottorin ominaisuuksien on sanottu muistuttavan ahtamatonta vanhanaikaista dieseliä. Se siis vastaa tehontarpeen kasvuun hitaasti. Suoraruiskutuksella päästään lähemmäs nykyisten dieselmoottoreiden ominaisuuksia, mutta ruiskutuslaitteistojen kehittäminen on osoittautunut työlääksi.

    Vaikka osa valmistajista on esitellyt vetymoottorinsa jo hyvän aikaa sitten, ei yhdelläkään moottori ole vielä siinä mielessä valmis, että se voitaisiin suoraan asentaa jonkin konevalmistajan tekemään koneeseen. Vaikka puhutaan pelkästään venttiilikannen ja ruiskutuslaitteiden muokkaamisesta uudelle polttoaineelle, vetymoottorin valmiiksi saattamisen sanotaan vaativan 5–6 vuoden kehitystyön, sillä toistaiseksi ei vielä ole olemassa valmiita ratkaisuja nopeasti kopioitavaksi.

    Cummins on luvannut oman vetymoottorinsa valmiiksi vuonna 2027, Kohler vuonna 2026. JCB, joka sanoo olevansa omassa projektissaan hyvin pitkällä, ilmoittaa, että vetymoottori vaatii vielä 12–18 kuukautta, jotta se olisi tuotantovalmis.

    Deutz esitteli vetymoottorinsa kaksi vuotta sitten ja kertoi silloin, että se olisi valmis tuotantoon vuonna 2024. Tosin ensivaiheessa Deutz tulee tekemään kiinteästi asennettavia vetymoottoreita, koska niihin liittyvät käytännön ongelmat ovat helpoiten ratkaistavissa.

    Juuri käytännön ongelmat, jotka liittyvät vedyn varastointiin ja logistiikkaan ovat niitä asioita, joihin moottorivalmistajat eivät oikeastaan voi kovin paljoa vaikuttaa. Maantieliikenteessä tankkausasemien riittävä kattavuus tullee mahdollistamaan vedyn käyttämisen polttoaineena.

    Minkään suurikokoisen ja hitaan maatalouskoneen tankkaaminen vilkkaiden tieyhteyksien luona olevalla tankkausasemalla ei ole mahdollista. Todennäköisesti ratkaisu on tilakohtainen tai rajatulla alueella toimivalle yhteenliittymälle tarkoitettu tankkauskontti. Tehdyt laskelmat ovat osoittaneet, että vedyn tankkaaminen aiheuttaa pellolla käytettävälle koneelle työajan menetyksen muodossa suurin piirtein kaksinkertaiset kustannukset, jos vedyn varastosäiliön paine on 300 bar verrattuna siihen, että se olisi 700 bar.

    Vastaan tulevat myös kustannukset. Korkeampi tankkauspaine edellyttää huomattavasti kalliimman laitteiston. Vetylogistiikkaan liittyvät suuret kustannukset tulevat oletettavasti olemaan oleellinen vetytekniikan hyödyntämistä jarruttava tekijä tulevaisuudessa.

    Polttomoottoreiden valmistajat tarjosivat sähköä

    Vedyn rinnalla oli sitten tietysti sähkö. Siihen liittyviä komponentteja kuten moottoreita, voimansiirtoja, akkuja ja ohjausjärjestelmiä esittelivät lukemattomat eri yritykset. Sähköenergiaan ja sen hyödyntämiseen erikoistuneiden yritysten ohella sähkö oli jossain muodossa esillä monella polttomoottoreiden valmistajalla.

    Esimerkiksi AGCO, FPT, Caterpillar ja MAN esittelivät akkupakettejaan. Niiden avulla dieselmoottorilla varustettuun traktoriin tai kaivinkoneeseen voidaan yhdistää sähkötoimisia työlaitteita.

    Kohler on madaltanut omalta osaltaan kynnystä, joka pelkästään polttomoottoreihin keskittyneellä valmistajalla on siirryttäessä sähköisen voimansiirron tuotteisiin. Kohler on ostanut alalla jo valmiiksi pitkään toimineen yrityksen, Curtis Instrumentsin vuonna 2022. Nyt Curtisin tarjontaa esiteltiin Agritechnicassa Kohlerin osastolla.

    Kaikki paikalla?

    Kiinnostavaa oli myös havaita, että pari moottorivalmistajaa loistivat poissaolollaan. Toinen näistä oli Perkins, jota ei tämänkertaisessa Agritechnicassa näkynyt. Tosin Perkinsin osalta voi aina sanoa, että osana Caterpillaria se tavallaan oli mukana Cat-tuotteita Saksassa edustavan Zeppelinin moottoriosastolla.

    Ehkä tällä hetkellä Perkinsillä ei nähty isoa syytä esiintyä Agritechnicassa, vaikka yrityksellä olisi varmasti ollut joitain konevalmistajia kiinnostavia tuotteita. Onhan Perkins hiljattain esitellyt diesel-sähköisen voimalinjan, johon kuuluu 20 kW:n generaattori ja 48 voltin akkupaketti, joiden avulla voidaan toteuttaa portaaton tehonjakovaihteisto.

    Toinen merkittävä valmistaja, joka ei ollut nyt näyttelyssä mukana oli MTU/Rolls Royce. MTU:n teollisuusmoottoreita kutsutaan kansanomaisemmin Mercedes Benz -moottoreiksi johtuen niiden sukulaisuudesta kyseisen merkin kuorma-automoottoreihin. MTU-moottoreita on käytetty esimerkiksi Claas Lexionissa ja Ponsse Scorpionissa.

    Syy MTU:n poissaoloon selvisi pari viikkoa Agritechnican jälkeen: silloin Rolls Royce ja Deutz tiedottivat neuvottelevansa sopimuksesta, jossa MTU:n tuotevalikoimiin kuuluvat alkujaan Daimlerin (Mercedes Benz) alle 480 kW tehoiset dieselmoottorit tulisivat siirtymään Deutzille.

    Tämä tarkoittaa 1000-, 1100-, 1300- ja 1500 sarjan moottoreita sekä OM900- ja OM460-moottorimalleja, joita käytetään maatalous- tai rakennuskoneissa. Lopullisen sopimuksen odotetaan valmistuvan vuoden 2024 puolivälissä.

    Deutzin TCG7.8 H2 -vetymoottorin luvattiin tulevan tuotantovalmiiksi vuoden 2024 lopussa. Ensimmäinen proto tästä moottorista julkistettiin jo vuonna 2022 ja sitä sanottiin parhaillaan testattavan kuorma-autokäytössä. Vetykäyttöisenä moottorin suurin teho on 220 kW ja vääntö 1000 Nm. Deutz toi selkeästi esiin, että moottorikäyttö edellyttää vetypolttoaineelta hyvin korkeaa laatua, mikä tarkoittaa vähintään 98 % puhtautta. Kaasun kulutuksen kerrottiin olevan tasaisella keskiteholla 12 kg/h ja huipputehossa 19 kg/h.
    Deutzin TCG7.8 H2 -vetymoottorin luvattiin tulevan tuotantovalmiiksi vuoden 2024 lopussa. Ensimmäinen proto tästä moottorista julkistettiin jo vuonna 2022 ja sitä sanottiin parhaillaan testattavan kuorma-autokäytössä. Vetykäyttöisenä moottorin suurin teho on 220 kW ja vääntö 1000 Nm. Deutz toi selkeästi esiin, että moottorikäyttö edellyttää vetypolttoaineelta hyvin korkeaa laatua, mikä tarkoittaa vähintään 98 % puhtautta. Kaasun kulutuksen kerrottiin olevan tasaisella keskiteholla 12 kg/h ja huipputehossa 19 kg/h. Kuva: Jussi Laukkanen
    Eräät moottorivalmistajat mainostivat dieseleidensä olevan HVO-valmiita (HVO on vetykäsiteltyä biodieseliä, jonka ominaisuudet vastaavat normaalia maaöljystä jalostettua dieselpolttoainetta). Teoriassa kaikkien dieselmoottoreiden pitäisi täyttää tämä ehto. Liebherr oli merkinnyt D976-moottorin HVO-Ready -lapulla. D976 on muun muassa maatalouskoneisiin tarkoitettu 6-sylinterinen diesel, jonka eri versioista saadaan tehoa vajaasta 500 kW:sta hieman yli 600 kW:iin.
    Eräät moottorivalmistajat mainostivat dieseleidensä olevan HVO-valmiita (HVO on vetykäsiteltyä biodieseliä, jonka ominaisuudet vastaavat normaalia maaöljystä jalostettua dieselpolttoainetta). Teoriassa kaikkien dieselmoottoreiden pitäisi täyttää tämä ehto. Liebherr oli merkinnyt D976-moottorin HVO-Ready -lapulla. D976 on muun muassa maatalouskoneisiin tarkoitettu 6-sylinterinen diesel, jonka eri versioista saadaan tehoa vajaasta 500 kW:sta hieman yli 600 kW:iin.  Kuva: Jussi Laukkanen
    Kubotalla oli monien moottorivalmistajien tavoin esiteltävissä tuore vetymoottori. Kubotalla kaupallisesti oleellisempi malli on kuitenkin epäilemättä pari vuotta sitten tuotantoon tullut 18,5 kW:n pieni 3-sylinterinen D902-TE4 -diesel. Se kuuluu Kubotan Super Mini -sarjaan. Kubotan strategiana on tarjota konevalmistajille mahdollisuus laittaa samoihin kiinnikkeisiin ja samaan tilaan myös bensiini- tai kaasuversio, joka näkyy kuvassa vasemmalla.  WG972-L-E4-moottori on kipinäsytytteinen ottomoottori, josta on sekä bensiini- että LPG-versiot.
    Kubotalla oli monien moottorivalmistajien tavoin esiteltävissä tuore vetymoottori. Kubotalla kaupallisesti oleellisempi malli on kuitenkin epäilemättä pari vuotta sitten tuotantoon tullut 18,5 kW:n pieni 3-sylinterinen D902-TE4 -diesel. Se kuuluu Kubotan Super Mini -sarjaan. Kubotan strategiana on tarjota konevalmistajille mahdollisuus laittaa samoihin kiinnikkeisiin ja samaan tilaan myös bensiini- tai kaasuversio, joka näkyy kuvassa vasemmalla. WG972-L-E4-moottori on kipinäsytytteinen ottomoottori, josta on sekä bensiini- että LPG-versiot. Kuva: Jussi Laukkanen
    Caterpillarin tuotteita edustaa Keski-Euroopassa Zeppilin-konserni. Cat C3.6 teollisuusdieselmoottori oli saanut näkyvän paikan Zeppelinin osastolla. C3.6 antaa 134 hv (100 kW) huipputehon ja täyttää EU Stage V / U.S. EPA Tier 4 Final nonroad -päästöstandardit. Sen lähisukulainen on Perkinsin 904J-E36TA, jolla on samat suoritusarvot.
    Caterpillarin tuotteita edustaa Keski-Euroopassa Zeppilin-konserni. Cat C3.6 teollisuusdieselmoottori oli saanut näkyvän paikan Zeppelinin osastolla. C3.6 antaa 134 hv (100 kW) huipputehon ja täyttää EU Stage V / U.S. EPA Tier 4 Final nonroad -päästöstandardit. Sen lähisukulainen on Perkinsin 904J-E36TA, jolla on samat suoritusarvot. Kuva: Jussi Laukkanen