На развитие тракторов продолжает оказывать значительное влияние законодательство о выбросах выхлопных газов. В Европе последние льготные периоды для «переходных двигателей» истекают в конце 2021 года, после чего производителям разрешается поставлять с 2022 года только тракторы с двигателями с уровнем выбросов Euro V.
Впрыск топлива Common Rail, четырехклапанная технология, турбокомпрессоры, охлаждение наддувочного воздуха и электронное управление двигателем остаются основными технологическими решениями для двигателей, которые отвечают требованиям по мощности, расходу и выбросам. Для степени токсичности отработавших газов Euro V, начиная с мощности двигателя 56 кВт, решающее значение имеют также системы каталитического нейтрализатора окисления (DOC), сажевого фильтра (DPF) и селективной каталитической нейтрализации (SCR) отработавших газов.
И наоборот, использование рециркуляции отработавших газов (EGR) в качестве технологии внутреннего двигателя для снижения образования оксидов азота остается «философским вопросом». Одни выступают за EGR, другие склонны его отвергать. Однако при более внимательном рассмотрении диапазонов двигателей можно заметить, что большинство производителей придерживаются «смешанной стратегии». При мощности ниже 56 кВт предельные значения оксидов азота могут быть соблюдены без SCR, поэтому максимальная мощность моделей начального уровня в компактном классе часто находится чуть ниже этого порога (например, Deutz-Fahr 5080D Keyline или McCormick X5.085). В связи с ужесточением предельного значения массы твердых частиц (0,015 г/кВт-ч) и новым верхним пределом количества частиц (1x1012/кВт-ч) невозможно обойтись без систем DPF с замкнутым контуром в двигателях с уровнем выбросов отработавших газов V (классы мощности 19 - 560 кВт).
Некоторые производители стараются избегать термина «сажевый фильтр» в своей маркетинговой литературе и вместо него используют такие обозначения, как «каталитический нейтрализатор сажи». Однако это не должно умалять того факта, что здесь также задействованы системы DPF. Единственным отличием является специальное покрытие сот фильтра, которое способствует пассивной регенерации при температуре выхлопных газов более 250°C. В результате можно сократить количество активных процессов регенерации DPF за счет последующего впрыска дизельного топлива в камеру сгорания или прямого впрыска в выхлопную систему.
Многие производители тракторов оснащают свои модели функцией наддува. До сих пор для высвобождения дополнительной мощности обычно учитывались такие простые критерии, как «минимальная скорость машины» и «минимальная мощность на ВОМ». Два года назад компания Fendt представила концепцию повышения мощности под названием «Динамическая производительность», в которой функция повышения мощности варьируется в зависимости от мощности, необходимой вспомогательным потребителям (вентилятор, генератор переменного тока, кондиционер и воздушный компрессор). Цель этого заключается в том, чтобы на фактических точках отбора мощности (колеса, карданный вал, гидравлическая система) всегда была доступна одинаковая мощность.
John Deere также делает свою систему «IPM» (Intelligent Power Management) «умнее» в новой серии моделей 6R, и теперь она также учитывает гидравлическую мощность. Однако система 'Hydraulic IPM' не работает по принципу «черное-белое», а измеряет эффективную потребность в мощности гидравлического насоса и затем обеспечивает именно такую дополнительную мощность. Это актуально, например, для сеялок с гидравлическим приводом нагнетателей, поскольку в этом случае обычные критерии выпуска не выполняются.
Вязкостные вентиляторы обеспечивают энергоэффективное охлаждение двигателя с учетом потребностей и уже несколько десятилетий используются в тракторах. Однако классические решения с биметаллическими пружинами, которые изгибаются в зависимости от температуры охлаждающего воздуха и приводят в действие клапан муфты, все чаще заменяются вязкостными электровентиляторами. Благодаря клапанам с электромагнитным приводом электроника двигателя может контролировать, когда и какое количество силиконового масла поступает из резервуара в рабочую камеру, что позволяет активно регулировать скорость вращения вентилятора.
Компания Fendt предлагает автоматическую очистку воздушного фильтра во время работы для обновленных моделей серий 900 и 1000. Датчик измеряет разрежение в системе всасывания воздуха и запускает цикл очистки по мере необходимости.
Вентилятор с гидростатическим приводом увеличивает скорость вращения за десять секунд до начала продувки, после чего электромагнитный импульсный клапан создает два коротких, но мощных потока воздуха внутри элементов воздушного фильтра. В результате пыль выдувается "назад" из воздушного фильтра и одновременно высасывается вентилятором из корпуса. Необходимый для этого воздух поступает из отдельного резервуара для сжатого воздуха (10 л / 12 бар). Система работает при любых условиях эксплуатации, включая полную нагрузку. При необходимости очистка может быть запущена вручную.
Двигатели тракторов все чаще оснащаются автоматическими системами регулировки зазоров клапанов для снижения трудоемкости технического обслуживания. Интервалы замены моторного масла также становятся все более продолжительными: прежний контрольный показатель в 750 часов работы теперь увеличен до отметки в 1 000 часов. Сохраняется тенденция к снижению номинальных оборотов и оборотов холостого хода.
Газ и электричество как альтернатива?
Дебаты вокруг CO2 также заставляют обратить внимание на альтернативные виды топлива и системы привода в сельскохозяйственном секторе. Компания New Holland использует многолетний опыт своего собрата по концерну Iveco и является первым производителем, запустившим в серийное производство трактор с газовым двигателем в виде модели T6.180 Methane (на фото вверху). 6-цилиндровый двигатель работает по принципу искрового зажигания и поэтому может работать исключительно на газе. По словам производителя, максимальная мощность и крутящий момент автомобиля идентичны дизельному аналогу. Метан перевозится в виде CNG (сжатый природный газ) в семи встроенных баллонах под давлением (185 л / 32 кг); в качестве опции спереди трактора может быть установлен так называемый расширитель диапазона, вмещающий еще 270 л / 47 кг. В зависимости от условий эксплуатации, этого запаса энергии должно хватать на три-шесть часов работы. Также можно использовать переработанный биогаз с содержанием метана не менее 83%, что делает трактор особенно интересным для хозяйств с собственным газовым производством/переработкой.
Системы электропривода в тракторах по-прежнему остаются на обочине. Хотя исследования и прототипы, оснащенные ими, неоднократно представлялись в недавнем прошлом, до сих пор не было создано ни одной машины, готовой к серийному производству. Электромашины с аккумуляторными батареями, скорее всего, первыми выйдут на конвейер. В основном они подходят для легких и средних условий эксплуатации или для периодически повторяющихся работ, когда имеется достаточно времени для промежуточной зарядки. Однако зачастую таким условиям отвечают только небольшие тракторы для фермерских хозяйств.
Роджер Штирниман, инженер, Executive MBA, Университет сельскохозяйственных, лесных и пищевых наук, Цолликофен (Швейцария).
Источник: Agropravda.com
⚡️Следите за новостями Agroexpert в -> Telegram | Viber | Facebook | Instagram | News letter!
