MAN Engines prezentuje przełomowy silnik spalinowy wodorowy do zastosowań terenowych
Możliwe rozwiązanie dekarbonizacji maszyn rolniczych. 500 KM (368 kW) przy pojemności skokowej 16,8 litra. Wypróbowany i przetestowany typ D3876 jako podstawa do dalszego rozwoju.
Możliwa szybka gotowość rynkowa, współpraca z PistenBully
Silnik wodorowy MAN H4576 na targach Interalpin 2023 jako możliwe rozwiązanie dla napędu lokalnie wolnego od emisji CO2 w PistenBully 800 firmy Kässbohrer Gelän-defahrzeuge AG.
Silnik wodorowy MAN H4576 oparty jest na silniku wysokoprężnym MAN D3876 i dlatego można go łatwo zintegrować z nowymi zastosowaniami.
W związku ze zrównoważonymi rozwiązaniami napędowymi do maszyn rolniczych i zastosowań terenowych, MAN Engines przedstawia H4576. Ten nowo opracowany silnik spalinowy wodorowy opiera się na sprawdzonej bazie silnika wysokoprężnego D3876. Dzięki imponującej mocy 500 KM (368 kW) i pojemności skokowej 16,8 litra otwiera szerokie możliwości dekarbonizacji maszyn na polu i poza drogami. „Silniki spalinowe wodorowe to obiecujące podejście do przyspieszenia dekarbonizacji napędów terenowych. Gdy tylko rynek będzie gotowy, MAN Engines zaoferuje rozwiązania szyte na miarę” – podkreśla Mikael Lindner, dyrektor MAN Engines.
Podstawą modelu MAN H4576 jest sprawdzony silnik wysokoprężny MAN D3876. Obejmuje on około 80% podstawowych podzespołów, takich jak skrzynia korbowa, wał korbowy, korbowody, oraz układy chłodzenia i olejowy, w tym pompy, miska olejowa i filtr, z nowym silnikiem wodorowym. Niemal identyczne wymiary obu silników spalinowych ułatwiają producentom maszyn integrację ich z istniejącymi koncepcjami pojazdów.
Ważną zmianą jest jednak zwiększenie średnicy otworu ze 138 mm do 145 mm, przy niezmienionym skoku wynoszącym 176 mm. Ta modyfikacja na większą pojemność skokową wynoszącą 16,8 litra w porównaniu do 15,3 litra silnika wysokoprężnego MAN D3876 jest konieczna ze względu na niższą gęstość mocy silników wodorowych, aby osiągnąć docelową moc. Znaczącym modyfikacjom poddano podzespoły zasilania i spalania wodoru, układ sterowania silnikiem oraz układ sterowania spalinami:
Zasilanie wodorem MAN H4576 składa się z układu nowych przewodów niskociśnieniowych oraz szyny, które dostarczają do wtryskiwacza niezbędny wodór (chemicznie: H2). Precyzyjna kontrola ciśnienia służy do dozowania zapotrzebowania na wodór, aby zapewnić efektywne spalanie i optymalne zaopatrzenie silnika w paliwo. Wtryskiwacz wodoru służy do niskociśnieniowego wtrysku bezpośredniego o ciśnieniu wtrysku do 40 bar. Montuje się go bezpośrednio w komorze spalania, co zapewnia wyższą wydajność i lepszą reakcję silnika. Specjalnie dostrojony układ zapłonowy uwzględnia te właściwości i umożliwia niezawodny i kontrolowany zapłon iskrowy mieszanki wodorowej. Specjalnie zaprojektowana jednostka sterująca silnikiem steruje m.in. dopływem wodoru i powietrza, reguluje wtrysk i zapłon oraz na bieżąco dostosowuje parametry silnika, aby umożliwić bezpieczne i efektywne spalanie. W porównaniu do silnika Diesla, wodorowy silnik spalinowy wymaga nowych tłoków i tulei, gdyż średnica tłoka została zwiększona do 145 mm. Dzięki mocy 500 KM (368 kW) wynikająca z tego większa pojemność skokowa pozwala uzyskać podobne osiągi jak silnik wysokoprężny MAN D2676 o pojemności 12,4 litra. Nowa turbosprężarka zapewnia optymalną dynamikę i pomaga zmniejszyć zużycie paliwa.
Jedynymi istotnymi emisjami, które powstają jako potencjalne produkty uboczne spalania H2 i które mogą w znacznym stopniu przedostać się do gazów spalinowych, są tlenki azotu (NOx). Aby zredukować to zjawisko niemal do zera, firma MAN Engines stawia na zaawansowany proces spalania i sprawdzony układ oczyszczania spalin. Połączenie silnika spalinowego wodorowego i oczyszczania spalin spełnia normy emisji UE Stage V i pojazdów o zerowej emisji (ZEV).
Przy opracowywaniu H4576 MAN Engines korzysta ze swojego bogatego doświadczenia w technologii silników wodorowych oraz know-how w dziedzinie silników gazowych do szerokiego zakresu zastosowań. Już w 1996 roku MAN zaprezentował na targach Hannover Messe autobus zasilany wodorem. Autobus miejski SL 202 napędzany był silnikiem na gaz ziemny, który został zmodyfikowany do pracy wodorowej. „Wcześnie zaczęliśmy zajmować się napędami przyjaznymi dla środowiska. Do dziś czerpiemy korzyści z tej pionierskiej roli w technologii” – mówi Werner Kübler, dyrektor ds. inżynierii w MAN Engines.
Dzięki istniejącej technologii wodorowy silnik spalinowy H4576 można szybko wprowadzić na rynek. Pionierem bezemisyjnych napędów pojazdów terenowych we współpracy z MAN Engines jest firma Kässbohrer Off-Road Vehicles. Ich pojazd PistenBully 800, który zostanie zaprezentowany w 2023 roku, już w swojej konstrukcji uwzględnia, że będzie miejsce na przyszły silnik spalinowy wodorowy – MAN H4576 – oraz że odpowiadające mu interfejsy będą dostępne. Jednak silnik H4576 pokazuje również, że wodór nie musi być stosowany wyłącznie jako jedyne paliwo. Zaprojektowany jako silnik dwupaliwowy, może być stosowany w połączeniu z konwencjonalnym olejem napędowym lub paliwami alternatywnymi, takimi jak HVO. Udanym przykładem jest dwunastocylindrowy silnik MAN D2862 V, który od połowy 2022 roku jako wodorowy silnik dwupaliwowy napędza statek zasilający farmę wiatrową Hydrocat 48. Ponadto MAN Engines pracuje obecnie nad stacjonarnym silnikiem wodorowym – H3268 – do stosowania w kogeneracji w elektrociepłowniach
Tekst: Jarosław Brach
Zdjęcia: Producent
