Ensimmäiset vetymoottorit esiteltiin Baumassa – sarjatuotanto alkaa vuonna 2025

Kehitysponnistelut suunnataan nyt dieselmoottoriteknologiassa vaihtoehtoisiin polttoaineisiin tai sitten sähköistämiseen ja energiatehokkuuteen.
Vetykäyttöinen Liebherr H964 rakentuu D964-dieselmoottoriin. Kannessa on sytytystulpat ja kyseinen moottori on suoraruiskutteinen, eli vety annostellaan suoraan palokammioon. Turbot ovat peräkkäin ja niiden välissä on lämmönvaihtimet tasaamassa ahtoilman lämpötilaa. Ahtopaine on 5 bar toisen ahtimen jälkeen.
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY

Innovaatiopalkinnolla palkitun Liebherrin ohella Bauma-näyttelyssä oli muitakin, jotka esittelivät vaihtoehtoisen polttoaineen ratkaisujaan. Hyundain pyöräalustainen H2-kaivinkone on merkin ensimmäinen vetykäyttöinen kone. Työpaino on 18-tonnia. Yritys uskookin suuremmissa koneissa enemmän vetyyn, kuin akkuteknologiaan.

Liebherr esitteli osastollaan D964-malliin perustuvaa H964-vetymoottoriaan. Liebherrin mukaan tavoitteena on saada samat suoritusarvot H964-moottoriin kuin vastaavaan D964-dieseliin, mutta siinä ei vielä ole onnistuttu. D964 on teknisesti hyvin lähellä metaanikäyttöistä moottoria. Sytytystulpat ovat välttämättömät metaanimoottorin tapaan. D964-diesel on 9-litrainen neloskone, jonka suurin teho on 300 kW 1900 k/min kierrosluvulla.

Liebherrillä on vetymoottorista kaksi variaatiota, suoraruiskutteinen, sekä porttiruiskutusmalli. Porttiruiskuversion ruiskutuspaine on 12–20 bar ja suoraruiskutteisessa 50–60 bar. Suoraruiskutteisessa teknisenä haasteena on se, että polttoaineen ruiskutuskärki on kovassa lämpötilassa palotilassa. Moottorin hyötysuhde on toki porttiruiskutusmallia parempi. Porttiruiskutusta (PFI) puoltaa rakenteen yksinkertaisuus.

Moottorin pakopuolella on kaksi turboa peräkkäin. Toisen ahtimen jälkeen ahtopaine on 5 bar, joka on verrattain korkea. Kummankin ahtimen jälkeen on lämmönvaihdin ahtoilman jäähdyttämiseksi.

MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY

Lambda pidetään moottoria esitelleen projektipäällikön mukaan noin 2:n tasolla tai yli, jotta pakokaasun jälkikäsittelylaitteita ei tarvittaisi typen oksidien muodostumisen vuoksi. Moottori on sarjatuotannossa näillä näkymin vuonna 2025.

Muuta moottorinkehitystä

Vaihtoehtoisten polttoaineiden ohella moottorikehitys on nyt terävimmillään sähköistämisessä ja energiatehokkuudessa. Lähes jokaisen dieselmoottorivalmistajan osastolla oli esillä jonkinlainen täyssähköisen ajoneuvon akkuratkaisu.

MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
John Deeren kumppanin Kreiselin 63 kWh:n Litium-Ioniakun energiatiheys on 157 Wh/kg. Suurin latausteho on 44 kW. Akussa on sylinterinmuotoiset 21 mm x 700 mm:n akkusolut, joista muodostuu 36 kpl:n kokoisia jäähdytyselementtejä. Yksittäinen vaurioitunut akkusolu ei vaurioita viereistä.  Aktiivinen nestekierto on turvallinen ja tasoittaa lämpötilaerot 2 asteeseen.
John Deeren kumppanin Kreiselin 63 kWh:n Litium-Ioniakun energiatiheys on 157 Wh/kg. Suurin latausteho on 44 kW. Akussa on sylinterinmuotoiset 21 mm x 700 mm:n akkusolut, joista muodostuu 36 kpl:n kokoisia jäähdytyselementtejä. Yksittäinen vaurioitunut akkusolu ei vaurioita viereistä. Aktiivinen nestekierto on turvallinen ja tasoittaa lämpötilaerot 2 asteeseen. Kuva: Eemeli Linna

Esillä oli myös useita hybridiratkaisuja erityisesti pienissä dieselmoottoreissa, joissa hybridiratkaisun suhteellista kannattavuutta parantaa se, ettei alle 19 kW moottoreissa tarvita pakokaasun jälkikäsittelyjärjestelmää. Moottori on näin ollen halpa valmistaa ja tehoa saadaan silti hetkellisesti lähes 30 kW:n lukemiin. On toki ristiriitaista havaita, että näissä dieselin ruiskutuspumppu saattaa olla halvimmillaan mekaaninen tai ne saattavat olla vapaastihengittäviä.

Kohlerin K-HEM 2504 hybridimoottorissa dieselin teho on 55,4 kW, jota voidaan ryydittää 48 V:n tai 96 V:n sähkömoottorilla. Sähkömoottorin tuoma lisätehopiikki kahdeksi minuutiksi on näin 20 tai 40 kW, ja jatkuvana tehona 16 tai 32 kW. Valmistaja pyrkii näin tarjoamaan samalla teknologialla hiukan erilaisia variaatioita konevalmistajien tarpeiden mukaisesti.
Kohlerin K-HEM 2504 hybridimoottorissa dieselin teho on 55,4 kW, jota voidaan ryydittää 48 V:n tai 96 V:n sähkömoottorilla. Sähkömoottorin tuoma lisätehopiikki kahdeksi minuutiksi on näin 20 tai 40 kW, ja jatkuvana tehona 16 tai 32 kW. Valmistaja pyrkii näin tarjoamaan samalla teknologialla hiukan erilaisia variaatioita konevalmistajien tarpeiden mukaisesti. Kuva: Eemeli Linna

Kubota esitteli mikrohybridin, jossa on laturin yhteydessä sähkömoottori, joka antoi 10 kW:n lisätehon moniurahihnan välityksellä 55 kW:n tehoiselle dieselmoottorille. Tässä ratkaisussa sähkömoottori ei voi toimia yksinään. Kubotan toisessa hybridivariaatiossa 18,5 kW:n dieselmoottorin kytkentälaipassa oli kytkin, jolla dieselmoottorin pystyi kytkemään voimansiirrosta irti, jolloin käyttö on mahdollista pelkällä 10 kW:n sähkömoottorillakin.

MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
Kubotan D1105 P2 -hybridissä moottorin laipan puolella on kytkin jolla moottori voidaan kytkeä irti voimansiirrosta ja ajaa pelkällä sähkömoottorilla. 1,1-litraisen moottorin teho on 18,5 kW ja vääntö ilman sähkömoottoria 71,5 Nm. Sähkömoottorin teho on 10 kW. Diesel on vapaasti hengittävä ja siinä on mekaaninen syöttöpumppu.
Kubotan D1105 P2 -hybridissä moottorin laipan puolella on kytkin jolla moottori voidaan kytkeä irti voimansiirrosta ja ajaa pelkällä sähkömoottorilla. 1,1-litraisen moottorin teho on 18,5 kW ja vääntö ilman sähkömoottoria 71,5 Nm. Sähkömoottorin teho on 10 kW. Diesel on vapaasti hengittävä ja siinä on mekaaninen syöttöpumppu.  Kuva: Eemeli Linna
Kubota V3307 Micro Hybrid -ratkaisussa on sähkömoottori laturin yhteydessä, jolla 55 kW:n 4-sylinteriselle dieselille voidaan antaa 10 kW lisäteho moniurahihnan välityksellä. Moottorin fyysinen koko ei ole juuri kasvanut sähkömoottorista huolimatta. Päästönormeissa selvitään näin alle 56 kW teholuokan ratkaisuilla.
Kubota V3307 Micro Hybrid -ratkaisussa on sähkömoottori laturin yhteydessä, jolla 55 kW:n 4-sylinteriselle dieselille voidaan antaa 10 kW lisäteho moniurahihnan välityksellä. Moottorin fyysinen koko ei ole juuri kasvanut sähkömoottorista huolimatta. Päästönormeissa selvitään näin alle 56 kW teholuokan ratkaisuilla. Kuva: Eemeli Linna
Kohler esitteli KSD1403 -moottorinsa yhteispaineruiskulla kolmena variaationa. TCA:ssa on turbo ja ahtoilman jäähdytys (18,9 kW / 120 Nm). TC-versiossa on turbo (18,9 kW / 105 Nm) mutta ei ahtoilman jäähdytystä. Halvin on NA eli vapaastihengittävä versio (18,9 kW / 90 Nm). Öljynvaihtovälin voi tuplata 1000 tuntiin suuremmalla öljypohjalla ja -suodattimella.
Kohler esitteli KSD1403 -moottorinsa yhteispaineruiskulla kolmena variaationa. TCA:ssa on turbo ja ahtoilman jäähdytys (18,9 kW / 120 Nm). TC-versiossa on turbo (18,9 kW / 105 Nm) mutta ei ahtoilman jäähdytystä. Halvin on NA eli vapaastihengittävä versio (18,9 kW / 90 Nm). Öljynvaihtovälin voi tuplata 1000 tuntiin suuremmalla öljypohjalla ja -suodattimella. Kuva: Eemeli Linna