„Volvo“ logotipas

Trucks

Inside Volvo – Gas
Tech Product

Dujos – laukiantis kelias

2017-10-19
Autorius: Nicas Townsendas Nuotrauka: Arne Edström ir DDR GBG
Kuriant naująjį dujomis varomą variklį, „Volvo Trucks“ inžinieriams teko iššūkis – pateikti naujus jėgos agregatus, kurie galėtų iš karto sumažinti CO‹ emisijos kiekį, tačiau klientams užtikrintų itin aukštą dyzeliniams agregatams būdingą našumą ir būtų perspektyvus ateities sprendimas. Norint išplėtoti galutinį sprendimą, reikėjo pergalvoti visą dyzelinio variklio veikimo principą.
„Volvo FH LNG“ kaime.
„Volvo FH LNG“ ir „Volvo FM LNG“ – tai rinkoje pirmieji dujomis varomi sunkiasvoriai sunkvežimiai, užtikrinantys pakankamą galią, kurios reikia poreikiams vykdant sunkiasvorius regioninius ir tolimuosius reisus tenkinti.

Didėjantis susirūpinimas dėl pasaulinio klimato atšilimo didina spaudimą mažinti iškastinio kuro naudojimą. Nemažai pažangių miestų pasaulyje nori uždrausti dyzelinius automobilius – kai kuriais atvejais vos per keletą metų.

Kyla klausimas: kokia alternatyva? Kokie degalai gali sumažinti CO emisijos kiekį, užtikrinti reikiamą galią ir našumą bei vis tiek būti komerciškai perspektyvus pasirinkimas krovinių gabenimo bendrovei? „Volvo Trucks“ mano, kad atsakymas, bent iš dalies, yra dujos.

„Volvo FH LNG“ ir „Volvo FM LNG“ – tai pirmieji rinkoje dujomis varomi sunkiasvoriai sunkvežimiai, užtikrinantys pakankamą galią, kurios reikia vykdant sunkiasvorius regioninius ir tolimuosius pervežimus. Abu modeliai, kurie siūlomi su 420 ir 460 AG varikliais, užtikrina jų dyzeliniam atitikmeniui būdingą našumą ir eksploatacines savybes. Be to, iki kito pildymo degalais jie gali nuvažiuoti iki 1.000 km.

Iš esmės jie skiriasi tik degalais – suskystintos gamtinės dujos (LNG) padeda žymiai sumažinti tiek išlaidas degalams, tiek CO emisijos kiekį. Naudojant gamtines dujas, kurios trumpuoju laikotarpiu yra perspektyvesnis pasirinkimas daugeliui transporto bendrovių, CO emsiija, palyginus su dyzelinu, sumažėja 20 proc. Per metus 120.000 km nuvažiuojančiam sunkiasvoriam sunkvežimiui tai leidžia per šį laikotarpį CO kiekį sumažinti 18–20 tonų. Tačiau daugiausiai galima sumažinti tada, kai transporto priemonė varoma biodujomis – CO emisijos kiekis nuo „bako iki rato“ sumažėja 100 proc. Be to, nors degalų sąnaudos yra tokios pačios, kaip ir „Volvo Trucks“dyzelinių variklių, tačiau jos yra 15–25 proc. mažesnės už įprastų dujinių.

„LNG yra daug žadanti alternatyva dyzelinui – jos užtikrina puikų privalumų aplinkai ir verslui derinį”, – sako „Volvo Trucks“ aplinkosaugos ir inovacijų departamento direktorius Larsas Mårtenssonas. „Gamtinių dujų pasaulyje yra daug, o LNG infrastruktūros tinklas plečiasi.”

LNG nėra nauji degalai. Tačiau tokios galios sunkvežimiuose su dujiniais varikliais pirmieji juos panaudojo „Volvo Trucks“. Tai tapo įmanoma vietoj Otto technologijos, kuri dažniausiai naudojama dujiniuose varikliuose, pradėjus naudoti dyzelino principą. Pagrindinis skirtumas – Otto technologijos varikliai naudoja priverstinį uždegimą, kuris turi galios, sukimo momento ir patikimumo apribojimų, taip pat yra jautresnis detonacijai. Dyzelino principu veikiantys varikliai gali išvystyti daugiau galios ir didesnį sukimo momentą – šiuo tikslu naudojamas tiesioginis įpurškimas su kompresiniu uždegimu.

„Iki šiol iššūkis buvo tai, kad dujų nepavykdavo uždegti naudojant vien tik kompresiją – reikėjo kitokio sprendimo dujų degimo procesui pradėti. Kompresija uždegamas nedidelis dyzelino kiekis uždega dujas variklyje”, – paaiškina „Volvo Group Trucks Technology“ vyr. projektų vadovė Anneli Soppi. „Tačiau kyla problema, kaip įpurkšti dviejų rūšių degalus į cilindrus, kadangi yra itin sudėtinga naudoti du atskirus purkštukus.”

SGD yra daug žadanti alternatyva dyzelinui – jos užtikrina puikų privalumų aplinkai ir verslui derinį.

Atsakymas yra dvi kūgio formos adatos, kurios gali tiesiogiai įpurkšti dyzeliną ir dujas. Naudojant šią unikalią technologiją, prieš dujas į cilindrą įpurškiamas nedidelis kiekis dyzelino degimui pradėti.

„Iš esmės dyzelinas yra tarsi skysta uždegimo žvakė”, – teigia Anneli Soppi. „Daugiausia variklis naudoja dujas – faktiškai jos pakeičia daugiau kaip 90 proc. tradiciniame dyzeliniame variklyje naudojamo dyzelino, tačiau išlieka galimybė naudotis dyzelinio variklio privalumais, įskaitant tokią pat didelę galią ir sukimo momentą.”

 

 

 

Ar tai reiškia, kad gamtinės dujos – transporto ateitis? Populiari nuomonė, kad tai bus elektra. Nors tai gali būti tiesa, kai kalbama apie lengvuosius automobilius, tačiau elektromobilių technologija dar ilgai bus vystoma, siekiant sukurti komerciškai perspektyvų sunkiasvorį sunkvežimį tolimiesiems reisams.

„Laimės tie degalai, kurie galės užtikrinti gerą energinį efektyvumą ir mažą poveikį klimatui”, – sako „Volvo Trucks“ aplinkosaugos ir inovacijų departamento direktorius Larsas Mårtenssonas. „Pamatysime, jog bus kuriama daugybė alternatyvių degalų, įskaitant elektrą, todėl skirtingoms užduotims vykdyti bus naudojami skirtingi degalai. Pereinamuoju laikotarpiu dar ilgai bus naudojamas dyzelinas. Tačiau kalbant apie sunkiasvorius regioninius ir tolimuosius pervežimus, šiandien LNG yra geriausioje pozicijoje greitai tapti pasauliniu mastu siūloma alternatyva dyzelinui.”

Ilguoju laikotarpiu, esant galimybei vietoje gamtinių dujų naudoti biodujas, LNG leidžia dar labiau sumažinti emisijos kiekį. „Bet koks perėjimas prie biodegalų vyks palaipsniui, o tinkamiausi biodegalai bus tie, kuriuos pereinamuoju laikotarpiu galima pakeisti iškastine tokių degalų versija”, – papildo Larsas Mårtenssonas. „Pavyzdžiui, gamtinių dujų pasiūla užtikrina degalų pakeičiamumą bet kuriai biodujomis varomai transporto priemonei. Augant biodujų gavybai ir distribucijai bei mažėjant kaštams, atitinkamai didėja galimybė važiuoti biodujomis. Trumpai tariant, galėsite žymiai sumažinti CO, paprasčiausiai pakeisdami degalų šaltinį.”





Šiandien didžiausias trugdis naudoti LNG (gamtines dujas arba biodujas) – distribucijos ir papildymo degalais infrastruktūrų trūkumas. Tačiau vis daugiau dėmesio skiriant klimato pokyčiams, daugybės valstybių vyriausybės remia investicijas į LNG infrastruktūrą. Tai reiškia, kad dujų tiekėjai dabar mato didžiulį komercinį potencialą transporto sektoriaus aprūpinime.

„Manome, kad gamtinės dujos turi didžiausią potencialą – tiek iš karto sumažinti CO , tiek tapti ilgalaikiu sprendimu bent 20–30 ateinančių metų”, – teigia Larsas Mårtenssonas. „Problema – infrastruktūros trūkumas, tačiau su tuo susiduriame ne tik mes. Pavyzdžiui, tai pripažįsta ES, todėl skyrė finansavimą ir programas. O sunkvežimių, tokių kaip „Volvo FH LNG“ ir „Volvo FM LNG“, kūrimas taip pat padės pagreitinti LNG gavybą, todėl galimybės yra didžiulės.”

Iki šiol problema buvo tai, kad dujų nepavykdavo uždegti naudojant vien tik kompresiją – reikėjo kažko degimo procesui pradėti.

„Volvo FH LNG“ ir „Volvo FM LNG“ buvo kuriami galvojant apie ateitį – su jais dirbo „Volvo Trucks“ inžinieriai iš kelių pasaulio šalių.

„Dyzeliniai varikliai – tai „Volvo Trucks“ pažįstama sritis, kuriuos kuriame ir tobuliname virš 70 metų. Tačiau pristatydami LNG jėgos agregatus žengiame į naują etapą, o tai neišvengiamai užtrunka, kadangi turime sukaupti žinių ir įgyti patirties”, – sako „Volvo Trucks“ variklių vadovas Matsas Franzénas.

Šio projekto įgyvendinimo metu vienas išskirtinių iššūkių dirbant su aukšto slėgio dujomis buvo pasiekti didelį sistemos sandarumą, todėl dirbta daug valandų, kad būtų užtikrintas visų sandariklių hermetiškumas, jie buvo intensyviai testuoti ilgalaikei eksploatacijai užtikrinti. 

Be abejo, naujosios transporto priemonės buvo bandomos ir tikrinamos tais pačiais „Volvo Trucks“ visiems varikliams ir transporto priemonėms taikomais metodais, įskaitant susidūrimų ir patvarumo bandymus bei išsamius eksploatacinius bandymus šiltame ir vėsiame klimate, taip pat dideliame aukštyje.

„Tai buvo ilgas procesas, todėl tai bus itin našūs sunkvežimiai”, – sako Mats Franzén. „Juos vairuodami negalėsite atskirti, ar vairuojate dyzelinį, ar dujinį sunkvežimį. Jie leidžia sumažinti išlaidas degalams, CO2 emisiją ir pasižymi dyzeliniams varikliams būdingu patvarumu!”

„Volvo FH LNG“ ir „Volvo FM LNG“

Modeliai: galima rinktis kaip vilkikus (4 x 2, 6 x 2, 6 x 4) ir kėbulinius sunkvežimius (4 x 2, 6 x 2, 6 x 4), kurių bendras transporto priemonės svoris siekia iki 64 t.
Variklis: „Volvo G13C Euro 6“ su 420 AG / 2 100 Nm arba 460 AG / 2 300 Nm.
Transmisija: „Volvo I-Shift“.
Degalų bakai: gali talpinti 115 kg (275 l), 155 kg (375 l) arba 205 kg (495 l) SGD iki 1 000 km atstumui nuvažiuoti, įskaitant mažesnį dyzelino baką.
Papildomo išmetamųjų teršalų apdorojimo sistema: SCR ir dalelių filtras.

„Volvo FH LNG“ ir „Volvo FM LNG“ prekyba Europos rinkose bus pradėta 2018 m. pirmąjį ketvirtį.