MAN Engines zaprezentował silnik spalinowy na wodór

Możliwe rozwiązanie w ramach dekarbonizacji maszyn rolniczych

Silnik wodorowy MAN H4576 bazuje na 15,3-litrowym silniku wysokoprężnym

Fot. MAN

W ramach zrównoważonych rozwiązań napędowych do maszyn rolniczych i zastosowań terenowych firma MAN Engines prezentuje silnik MAN H4576. Ten nowo opracowany wodorowy silnik spalinowy bazuje na sprawdzonym  motorze wysokoprężnym D3876. Dzięki imponującej mocy 500 KM (368 kW) i pojemności skokowej 16,8 litra MAN H4576 otwiera szerokie możliwości dekarbonizacji maszyn na polu i poza nim. 

– Wodorowe silniki spalinowe to obiecujące podejście do przyspieszenia dekarbonizacji napędów terenowych. Gdy tylko rynek będzie gotowy, MAN Engines zaoferuje rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb – podkreśla Mikael Lindner, szef MAN Engines.

Na bazie diesla

Podstawą modelu MAN H4576 jest sprawdzony silnik wysokoprężny MAN D3876. Dzieli on około 80% podstawowych elementów, takich jak skrzynia korbowa, wał korbowy, korbowody, a także obiegi chłodzenia i oleju, w tym pompy, miska olejowa i filtr z nowym silnikiem wodorowym. Prawie identyczne wymiary obu silników spalinowych ułatwiają producentom maszyn zintegrowanie ich z istniejącymi koncepcjami pojazdów.

Ważną zmianą jest jednak zwiększenie średnicy otworu ze 138 mm do 145 mm, przy jednoczesnym zachowaniu skoku na poziomie 176 mm. Ta modyfikacja w kierunku większej pojemności skokowej 16,8 litra w porównaniu z 15,3 litra silnika wysokoprężnego jest konieczna ze względu na mniejszą gęstość mocy silników wodorowych ,w celu osiągnięcia docelowej mocy. Dokonano istotnych modyfikacji w komponentach zasilania i spalania wodoru, układzie sterowania silnikiem i układzie kontroli spalin

Zasilanie wodorowe MAN H4576 składa się z systemu nowych przewodów niskiego ciśnienia i szyny, które dostarczają do wtryskiwacza wodór (chemicznie: H2). Precyzyjna kontrola ciśnienia zapewnia wydajne spalanie i optymalne zaopatrzenie silnika w paliwo. Wtryskiwacz wodoru służy do niskociśnieniowego wtrysku bezpośredniego o ciśnieniu do 40 bar. Jest montowany bezpośrednio w komorze spalania, co zapewnia wyższą wydajność i lepszą reakcję silnika. Specjalnie dostrojony układ zapłonowy uwzględnia te właściwości i umożliwia kontrolowany zapłon iskrowy mieszanki wodorowej. Specjalnie zaprojektowana jednostka sterująca silnika steruje m.in. dopływem wodoru i powietrza, reguluje wtrysk i zapłon oraz stale dostosowuje parametry silnika, aby umożliwić bezpieczne i wydajne spalanie. W porównaniu z silnikiem wysokoprężnym, wodorowy silnik spalinowy wymaga nowych tłoków i tulei, ponieważ średnica tłoka została zwiększona do 145 mm. Nowa turbosprężarka zapewnia optymalną dynamikę i przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa.

Jedyną istotną emitowaną substancją w efekcie spalania H2 są tlenki azotu (NOx). Aby zredukować je prawie do zera, MAN Engines stawia na zaawansowany proces spalania i sprawdzony system oczyszczania spalin. Połączenie wodorowego silnika spalinowego i układu oczyszczania spalin spełnia wymogi normy emisji spalin Stage V (UE) i pojazdów o zerowej emisji spalin (ZEV).

Może działać jako dwupaliwowy

Opracowując silnik H4576, firma MAN Engines korzysta ze swojego bogatego doświadczenia w zakresie technologii silników wodorowych oraz know-how w zakresie silników gazowych do szerokiego zakresu zastosowań. Już w 1996 roku niemiecki producent zaprezentował na targach Hannover Messe autobus napędzany wodorem. Autobus miejski SL 202 był napędzany silnikiem na gaz ziemny, który został zmodyfikowany do pracy na wodorze. 

– Wcześnie zaczęliśmy zajmować się napędami przyjaznymi dla środowiska. Do dziś czerpiemy korzyści z tej pionierskiej roli w dziedzinie technologii – mówi Werner Kübler, kierownik działu technicznego w firmie MAN Engines.

Silnik spalinowy MAN H4576 na wodór można szybko wprowadzić na rynek dzięki istniejącej technologii. Pionierem w dziedzinie bezemisyjnych napędów do samochodów terenowych we współpracy z MAN Engines jest Kässbohrer Off-Road Vehicles. Jego pojazd PistenBully 800, który zostanie zaprezentowany jeszcze w 2023 roku, w swojej konstrukcji uwzględnia przyszłe zastosowanie silnika MAN H4576. 

Silnik H4576 pokazuje jednak również, że wodór nie musi być używany jako jedyne paliwo. Zaprojektowany jako silnik dwupaliwowy, może być używany w połączeniu z konwencjonalnym olejem napędowym lub paliwami alternatywnymi, takimi jak HVO. Udanym tego przykładem jest dwunastocylindrowy, dwupaliwowy widlasty silnik wodorowy MAN D2862, który napędza statek obsługujący farmę wiatrową Hydrocat 2022. Ponadto firma MAN Engines opracowuje obecnie stacjonarny silnik wodorowy – MAN H3268 – do wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w elektrociepłowniach. (red)