Silniki do maszyn
Teemu Hautamäki (z lewej) kieruje zespołem testującym silniki. Główny Projektant Pekka Karjalainen, przekazuje wymagania ustalone dla silników zespołowi zajmującemu się rozwojem produktu.
Bliska współpraca fabryki silników John Deere z John Deere Forestry daje efekt w postaci najlepszych na rynku silników do pracy w lesie.
John Deere ma ogromną przewagę nad innymi producentami silników do maszyn leśnych: własną fabrykę silników. Bliska współpraca jest doskonałą szansą na optymalizację silników przeznaczonych wyłącznie do maszyn leśnych. Wymagania silnika pracującego w lesie są brane pod uwagę już na etapie projektowania, dlatego nie ma miejsca na kompromisy jeżeli chodzi o późniejszą wydajność.
JDPS (John Deere Power Systems) produkuje silniki dla ponad 700 producentów urządzeń z całego świata, którzy budują maszyny do usuwania gleby, wykorzystywane w przemyśle morskim, rolnictwie i leśnictwie, kompresory, generatory, pompy irygacyjne oraz pojazdy zasilane gazem. John Deere zaprojektował i wyprodukował ponad 5 milionów silników diesel od roku 1949. Silniki do przemysłu leśnego wymagają spełnienia najwyższych standardów. Zmiany obciążenia w maszynie leśnej są bardzo częste i szybkie, a silnik w tym czasie musi pracować płynnie podobnie jak wiele innych systemów i komponentów: żuraw, głowica czy układ przeniesienia napędu.
Współpraca pomiędzy John Deere Forestry a JDPS rozpoczyna się od określenia wymagań silnika, na przykład - najwyższa możliwa wydajność i oszczędność paliwa w całym zakresie obrotów. "Wymagania stawiane maszynom leśnym są ustawione bardzo wysoko. Nasi inżynierowie kalibrujący komponenty muszą znaleźć sposób na największą oszczędność paliwa, który nie wpłynie na czas reakcji. Dzięki naszej współpracy dobrze rozumiemy jak te maszyny działają. Korzystając z tej wiedzy rozwinęliśmy sposób kalibracji, który jest dedykowany John Deere Forestry maszynom leśnym i ma zastosowanie w każdym silniku John Deere – od 4,5 do 9 litrów. Dodatkowo, poprawiliśmy metodę testowania czasu reakcji," wyjaśnia Sefanie Dieringer, JDPS, z zespołu ds. Wydajności i Kalibracji.
Od stołu projektowego do testów
Budowa nowego silnika to proces, który często trwa kilka lat. Po wybraniu celu następuje faza projektu, a potem długie i żmudne testowanie poszczególnych komponentów i systemów. Na przykład, prace nad silnikiem spełniającym normę IIIb/przejściowy 4 (Interim Tier 4) rozpoczęły się w 2008, a cel produkcyjny został ustalony na 2013.
Prototypy silników są wpisane w harmonogram zgodnie z planem projektu powstających, nowych modeli. John Deere Forestry prowadzi testy części zarówno w laboratorium jak i w warunkach terenowych. John Deere posiada dwa miejsce, gdzie zostały stworzone odpowiednie warunki do przeprowadzania standaryzowanych testów termodynamicznych. Stała temperatura jest zapewniona dzięki odprowadzaniu ciepła wytwarzanego przez silniki. Laboratoria testowe mieszczą się w Tampere i umożliwiają przeprowadzenie kompleksowych testów gwarantujących uzyskanie wyników zgodnych z założeniami prac projektowych. Końcowe testy sprawdzające są przeprowadzane w lesie. "Dbamy o stały przepływ informacji pomiędzy fabryką a zespołem, który pracuje dla nas w terenie. Dzięki tej współpracy udaje nam się zidentyfikować problemy i usterki zanim produkt trafi do produkcji seryjnej. Wyniki JDPS oraz rezultaty testów nad spalaniem stanowią istotny wkład w początkowej fazie projektowania silnika. Następnie, kontrola silnika jest odpowiednio strojona i ponownie testowana. Wszystkie te działania dają efekt w postaci funkcjonalnego pakietu, gdzie wszystkie systemy są ze sobą dobrze zintegrowane," podsumowuje Teemu Hautamäki.
Współpraca gwarantuje najwyższą jakość
Moment obrotowy silnika z normą FT 4 osiąga dobry wynik nawet przy niskich obrotach, poziom hałasu jest niski, wydajność wzrosła przy jednoczesnym spadku zużycia paliwa – w dużych harwesterach nawet o 10% porównując do silników z normą przejściową IT4.
Spełnienie wymagań normy FT4 wymusiło zastosowanie selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) oraz system wykorzystujący roztwór mocznika, oprócz wcześniej stosowanego katalizatora oksydacyjnego (DOC) i filtra cząstek stałych (DPF). Te dodatkowe komponenty zostały umieszczone wewnątrz maszyny, więc nie mają wpływu na widoczność ani jakość pracy.
Jednakże, nowe cele zostały już postawione. Kolejna norma emisji spalin poziomu V dla silników 130kW-560kW wejdzie w życie w 2019. Klienci John Deere mogą jednak spać spokojnie; fabryki John Deere posiadają technologię by tym nowym wymaganiom sprostać.
Pierwsze regulacje dla silników diesel powyżej 37kW (50hp) do maszyn samojezdnych zaczęły obowiązywać w 1996, czyli wtedy gdy premierę miał John Deere PowerTech™, nowa linia silników, która spełniała normę poziomu I (Tier 1/Stage 1). Od tego czasu, normy uległy kilkukrotnej zmianie, a wymagania zostały zaostrzone.
Regulacje EPA i UE dla pojazdów samojezdnych: 37-560kW (50-750hp)
TEKST I FOTO: TERO IKÄHEIMONEN, In The Forest 1/2017