康明斯一百多年来一直处于动力解决方案开发的前沿,并通过开发各种可持续动力传动系统——从清洁柴油到天然气,再到电池和氢动力解决方案,继续保持这一领先地位。在2022年初,康明斯宣布扩大其行业领先的动力组合,推出不依赖燃料的内燃机动力系统解决方案。
这在业界尚属首次。这是第一个有意设计的发动机平台,考虑到柴油、天然气和氢燃料的发动机占地面积和部件的通用性。
这种新方法将应用于康明斯的B系、L系和x系发动机组合中,最初用于公路应用,但很快将用于非公路应用。
对于康明斯来说,这种不依赖燃料的发展,以及氢燃料生产活动,对于实现公司在2050年实现“零目标”的承诺至关重要。康明斯的这一承诺将通过一系列解决方案在整个市场的工作周期中减少排放,因为没有一种解决方案适用于所有应用类型或所有终端用户和oem(原始设备制造商)。
通过对发动机结构进行最小的调整,创建可以使用不同燃料的多样化动力组合,使原始设备制造商具有更大的灵活性,从而鼓励使用低排放燃料。
不可知燃料动力系统解决方案将以一系列源自通用内燃机的发动机为特色,与柴油发动机相比,通用性高达80%。在每台发动机的头部垫片下面将是大致相似的组件,而在这些头部垫片上面将是不同的组件,以匹配不同的燃料类型。每个版本都将使用不同的单一燃料。
在经过大量的试验和错误研究后,康明斯设计和建造了燃料不可知平台,这使康明斯开发了数百万台柴油和天然气发动机,这些发动机目前正在使用中。康明斯从一开始就设计了这三款具有固有燃油不可知功能的新发动机平台,从而避免了性能限制和效率问题,这些问题通常与现有发动机设计的转换有关。
无需燃油的发动机平台为有意减少汽车排放的oem和车队所有者提供了独特的利益组合。直接减少碳排放、经济可行性和可靠性是燃料不可知发动机的三个最关键的好处。
可靠性和减排之间的选择不是一种取舍。在内燃机中使用燃油不可知发动机可以在可靠性和减少碳排放之间取得平衡。此外,技术人员对燃料无关平台的熟悉程度增强了这些发动机的日常可靠性,因为维修不会因为不熟悉的技术而增加复杂性。
使内燃机成为燃料不可知,为原始设备制造商和车队带来了重要的优势:
- 最小的车辆重新设计:发动机在一个燃料无关的平台有一个共同的产品架构。对于整车厂来说,不太需要改变车辆设计来适应同一发动机家族的不同版本
- 有限的制造工艺变化:与采用一种全新的动力技术相比,需要重新配置生产线和创建制造工艺以适应作为燃料无关平台一部分的发动机
- 减少技术人员的增量培训:在燃料无关平台中的发动机看起来和感觉上就像技术人员已经熟悉的产品
康明斯每年花费10亿美元用于研究和技术,以帮助客户减少碳排放。在一系列收购的支持下,这项研究和开发已经确定了多种多样的电力行业脱碳解决方案。康明斯最近的活动和燃料不可知发动机平台的开发的一个关键焦点是支持氢在电力行业的未来。
当我们关注氢时,有三个关键领域:
- 绿色氢气的生产
- 氢的管理和运输
- 氢在发动机和燃料电池中的应用
作为一种燃料来源,氢很轻,容易储存,能够提供单位质量的高能量,在使用点没有二氧化碳排放。要使氢气真正无排放,这种燃料的生产必须是“绿色的”,即不直接排放空气污染物或温室气体。如果氢气不环保,它就不能成为我们迈向碳中和的解决方案中有意义的一部分。
绿色氢气是通过电解将可持续能源(风能、太阳能、水力)转化为零二氧化碳排放的氢气生产出来的。
像康明斯这样的公司正在投资研究,以推进电解技术,以便以更经济的方式生产绿色氢气,减少对环境的影响。这方面的一个例子是康明斯和液化空气集团合作建设世界上最大的质子交换膜电解槽,该电解槽位于加拿大Québec,每天生产多达8.2吨的低碳氢。
氢发动机的使用将在未来10到20年逐步进行,因为它在操作和经济上对整车厂和运营商来说是可行的。然而,当前的柴油技术和其他替代燃料技术可以支持这一过程。
作为一家致力于应对全球可持续发展挑战的公司,康明斯继续提供广泛的电力解决方案组合,支持oem和客户向零碳解决方案过渡。该公司在先进燃料电池、替代燃料和先进能源解决方案领域处于推动创新的前沿。康明斯将继续开发集成发动机系统技术和控制,并与合作伙伴合作,将其产品和服务集成到未来的自动驾驶汽车中。
沃尔沃Penta广泛适用于采石场的工业发动机产品组合从5升到16升不等。该公司英国和爱尔兰工业销售经理Riccardo Sardelli在接受《聚合商业》采访时表示,随着市场继续从covid -19引发的长期中断中恢复,业务“异常繁忙”。
他指出:“不仅在欧洲,在全球都有巨大的需求。”“我们看到人们对我们的5升和8升发动机的兴趣特别浓厚,工业发动机业务的发电机方面比去年增长了22-25%。排放符合性驱动了需求——从IIIA阶段发动机转向V阶段解决方案,氮氧化物(NOx)、(柴油)颗粒物和碳的排放减少了83%。”
Sardelli说,沃尔沃Penta和其他非公路机械发动机制造商面临的最大挑战是缺乏半导体供应和铜等原材料的短缺。“很多原材料在俄罗斯加工,(考虑到俄乌危机)涉及不同国家的新供应线需要时间建立。很多集装箱在冠状病毒大流行期间也被封存,目前正在重新安置的过程中。”
在谈到全球主要地区市场差异时,Sardelli表示,美国采石市场倾向于选择较小的8升和11升发动机驱动的破碎机,而许多欧洲客户更青睐由13升和16升发动机驱动的大型破碎机。Sardelli解释说,这些更大的引擎提供了“明显更长”的生命周期。
他补充说:“我们所有的发动机都提供了高功率密度的立方容量。例如,5升的单位,是一个真正的扭矩动物。你不需要运行在一个更高的速度和在最佳区域的低燃料消耗。
“我们有一个专门的工业服务网络,因此采石场的客户都在呼叫顶级的3、4级技术人员,他们对沃尔沃Penta产品了如指掌,也知道如何进行诊断。这对维护机器正常运行时间很重要。”
Sardelli强调,沃尔沃Penta是沃尔沃集团发动机再制造计划的一部分,客户的发动机以及变速箱和车轴可以在法国利摩日的专门设施进行重建。“从reman喷射器到DPFs(柴油微粒过滤器)的碳回收,工厂进行了大量的再生工作,从DPFs中回收的大量碳卖回塑料行业,加工家用电器和汽车行业使用的各种聚合物。”
Sardelli预测,采石机发动机将出现更多的混合动力,即内燃机与电气系统的结合。此外,对储能系统的更大需求将使采石机完全电动操作成为可能。“你必须小心粉碎和筛选应用程序,因为可能会有巨大的植物振动,所以电子组件需要有很大的弹性。大型电池组不喜欢晃动。”
萨尔德利表示,沃尔沃Penta正在“非常勤奋地”实施净零计划。“我们非常专注于为北半球开发可再生能源技术,我们不能忽视南半球对低排放产品的需求。”
他指出,沃尔沃建筑设备和斯堪斯卡五年前启动的Electric Quarry项目持续取得了成功。“大约17辆18升柴油驱动的大型自卸卡车和其他柴油驱动的机器被两台发电机驱动的全电动或混合动力装置所取代。例如,轮式装载机采用了一台5升小型发动机的混合动力,而破碎机则采用了电力驱动。该网站还运行完全自主的自卸卡车,就像带轮子的箕斗。在环境方面,碳减少是巨大的。”
萨尔德利强调,他非常喜欢作为英国“小而有活力的团队”的一员工作。“我们让邓迪·古德曼(Wendi Goodman)看管发电机;尼克·斯泰尔斯正在研究变速;Sam Thirlaway是我们的应用工程师。我们的服务市场团队由Tim Barclay领导,Chris Slevin, David Sherry和Jonathan Taylor支持。这个团队在混合动力、电气系统和氢动力发动机方面非常精通。”
在沃尔沃Penta,战略与业务发展总监Morgan Blomgren和产品管理工业副总裁Prabhakaran Sundaramurthi已经向聚合商业透露了更多关于该公司适合采石场的工业发动机研发工作的细节。
“短期内,重点仍然是柴油发动机。在这部分业务中,我们看到了柴油发动机的持续强劲需求,我们将继续推进柴油领域的发展,至少通过第VI阶段的监管。然而,我们也看到人们对替代燃料的兴趣日益浓厚。除了我们的发动机已经能够使用HVO和生物柴油,我们还在研究使用CNG、沼气和氢气作为内燃机的能源载体。”
当被问及在设计新的非公路发动机解决方案时,在确保可持续性方面所面临的挑战时,两人表示:“当然,在工程方面,新技术总会带来一些挑战。但我们现在看到的是,在电池和新型燃料方面,跟上不同的法规也是一个挑战。在这方面,全球发生了很多事情,确保我们投放到市场上的解决方案符合各种法规是极其重要的。在工程方面,我们要说的一些主要挑战是产生足够的动力来取代我们现有的一个较大的柴油发动机,同时仍然限制解决方案的尺寸和重量,以及达到类似或更好的总拥有成本。”
那么,采石场客户什么时候能在他们的机器上看到新的沃尔沃Penta发动机呢?“本十年的下半部分是市场可以期待沃尔沃Penta在这一特定业务领域提供新的解决方案的时候。我们已经开始了在纯电动领域实现零排放的旅程。但与此同时,我们正在寻找广泛的解决方案,以支持我们的所有客户。这包括由替代燃料和混合动力驱动的内燃机。这些最有可能是该业务领域实现零排放解决方案之前的过渡解决方案。”
在谈到适合采石场的沃尔沃Penta工业发动机将如何在竞争激烈的市场中脱颖而出时,布隆格伦和Sundaramurthi表示,该公司一直致力于为客户提供可依赖的解决方案。“为了进一步加强这一点,我们将很快提供几种不同的服务,以最大化正常运行时间,并支持引擎的有效使用。这进一步降低了燃料消耗。
“我们有一个坚实的基础来支撑我们目前的柴油产品,我们相信与沃尔沃集团的其他部门一起,我们将继续拥有强大的客户评价,在推出柴油以外的产品时也会如此。”
当被问及未来许多采石场完全由电力、氢气和其他非柴油动力的破碎机、筛分机、装载机和拖车提供动力的可行性时,Blomgren和Sundaramurthi补充说:“通过上述不同的替代方案的组合,在未来看到这样的生产场地是相当可行的,但需要组合才能实现。电气化有其局限性,其他解决方案也有其局限性,但将它们集中在这样一个场地可以提供一个减少甚至零排放的可行解决方案。
“最大的问题是什么时候实现零排放才是现实的。这可能是最重要的问题。实现这一目标的关键之一当然是可替代燃料的可用性,如氢、氢氧化氢和沼气。再加上电力供应,这将决定该行业转型的速度。在整个欧洲和全球其他地区都有雄心勃勃的计划,但我们希望在2030年达到足够的供应水平。达到足够高的供应量也是达到燃料价格水平的关键,使其成为像采石业这样消耗燃料的行业的现实选择。”
约翰迪尔动力系统(Deere)不断创新方式,以满足市场和客户的需求,提供新的可靠性、耐用性、灵活性和可服务性水平。其结果是一个广泛的重型应用的综合发动机阵容。迪尔下一代工业发动机的最新产品是18升JD18发动机。
以正常运行时间为中心的控件提供了改进的诊断功能,用户能够快速定位性能问题的根源并返回工作。JD18的特点是床板设计,提供了极端耐用的结构优势,具有两次重建的能力。发动机也有液压鞭笞调整(HLAs),这提供了一个免维护气门系统,消除了重置鞭笞的需要。
新的燃烧技术意味着约翰迪尔可以提供522 - 66kw功率范围内的发动机,无需后处理,因此用户可以少管理一种流体。JD18的高压共轨燃油系统允许发动机提供优化的液体消耗。此外,类金刚石涂层(DLC)提高了生物柴油的兼容性和系统鲁棒性。
随着JD18的加入,用户可以将约翰迪尔的动力和性能应用到他们从36kW到676kW的整个设备系列中。鼓励原始设备制造商联系他们当地的约翰迪尔发动机经销商或经销商,以获得更多关于JD18的信息。
凭借其在将智能和可持续技术创新融入动力系统方面的经验,迪尔对两家公司进行了战略投资,这两家公司正在利用独特的技术开发替代燃料和电气化解决方案。
2021年底,迪尔对ClearFlame Engine Technologies进行了股权投资,这是一家正在成长的初创企业,致力于清洁发动机技术的开发。ClearFlame的解决方案使得像乙醇这样的低碳燃料可以很容易地集成到压缩点火发动机中,在不影响发动机性能的情况下提供更可持续的解决方案。
在2022年初,迪尔还收购了Kreisel Electric, Inc. (Kreisel)的多数股权,这是一家位于奥地利Rainbach im Mühlkreis的电池技术提供商。克瑞赛尔开发高密度、高耐久性的电动电池模块和组件。此外,克瑞塞尔还开发了一个充电基础设施平台(CHIMERO),利用这种专利电池技术。
对克瑞塞尔的投资为迪尔提供了最佳的集成,使其能够围绕卓越的浸入式冷却、高密度电池技术高效地设计车辆和动力系统。克瑞塞尔在市场上的经验与迪尔的全球足迹相结合,是一个强大的组合,将使两家公司更好地满足日益增长的电气化需求。
迪尔公司打算继续投资和开发技术创新,为客户提供价值,并朝着零排放推进系统的未来努力。
迪尔的英国经销商EP BARRUS将在英国巴克斯顿附近的Hillhead 2022(6月21-23日)G15展台上展示该公司目前的V阶段发动机。
科勒将在所有欧洲柴油发动机中使用HVO
科勒发动机公司已批准在欧洲的所有柴油发动机使用符合en15940标准的加氢处理植物油(HVOs)。
该制造商表示,使用HVOs,无论是纯柴油还是与传统柴油混合,都是其承诺的一部分,以减少其发动机对环境的影响。科勒公司的工程团队在实验室和现场进行了密集的测试。
该集团表示,他们的柴油发动机不需要任何类型的修改或专门升级来使用HVO。但是,在已经需要的地方,仍然需要使用废气后处理系统。
HVO是一种可再生石蜡燃料,也被称为“合成柴油”和“可再生柴油”。它是用从肉类和鱼类工业的残留物中提取的植物或动物油生产的。
由于HVO是从有机材料中获得的,因此它不像生物柴油那样使用农业资源,也不会导致森林砍伐。它可以在任何使用柴油的地方使用。
科勒说,根据HVO生产中使用的原材料,可以减少高达90%的二氧化碳总排放量。它补充说,与大多数传统柴油燃料相比,HVO的含硫量非常低,使用它可以减少汽车尾气排放。
合成柴油在北欧的加油站随处可见,科勒表示,合成柴油将成为下一代燃料。它100%不使用化石燃料,100%回收。HVO燃料可以像传统燃料一样分配、处理和储存。