Двигатели за машини
Teemu Hautamäki (вляво) и Pekka Karjalainen
Най-добрият двигател за горски машини на пазара е резултат от тясното сътрудничество на John Deere Forestry със завода за двигатели на John Deere.
John Deere има едно ясно предимство пред другите производители на горски машини: свой собствен завод за двигатели. Тясното сътрудничество осигурява отлични възможности за оптимизиране на двигателя, особено за горските машини. Изискванията към двигателите за горски машини се вземат под внимание още на етап проектиране и не са необходими компромиси по отношение на работните характеристики.
JDPS (John Deere Power Systems) произвежда двигатели за повече от 700 производители на оборудване от цял свят, създаващи земекопни, морски, селскостопански и горски машини, компресори, генератори, помпи за напояване и превозни средства, задвижвани с природен газ. Компанията John Deere е разработила и произвела повече от 5 милиона дизелови двигателя от 1949 г. Горските машини задават най-високите изисквания към работните характеристики на двигателя. При горските машини товарът се променя изключително бързо, при което двигателят трябва да работи безпроблемно с многото други системи и компоненти, като например силовото предаване, стрелата и главата на харвестъра.
Сътрудничеството между John Deere Forestry и Power Systems започва със спецификациите на изискванията към двигателя – например, възможно най-добра производителност и икономия на гориво във всички диапазони на оборотите.
"Изискванията към една горска машина са изключително високи. Нашите инженери по калибрирането трябва да намерят точката на максимална икономия на гориво без компрометиране на характеристиките на преходния режим. Благодарение на нашето сътрудничество, разбираме по-добре как работят нашите машини. На базата на тези знания разработихме стратегия за калибриране, която е уникална за горските машини и днес се предлага за всички двигателни платформи на John Deere Forestry – от 4,5 до 9-литровите двигатели. Освен това подобрихме нашите методи за тестване на характеристиките на временния режим, нещо, от което вече се възползваме максимално и за друг вид калибрирания," обяснява Stefanie Dieringer, JDPS, част от екипа на Отдела Производителност и калибриране.
От чертожната дъска до изпитанията
Разработването на нов двигател е процес, който често отнема години. След определянето на целите следва фазата на проектирането, а после и щателните и дългосрочни изпитания на компоненти и системи. Например, разработката на двигателите Stage IIIb/Interim Tier 4 стартира още през 2008 г. с първоначална концепция за машините, като целта за пускане на серийно производство беше набелязана за 2013 г.
Прототипите на двигателя са планирани съобразно времевия график на проекта за модели на нова машина, като John Deere Forestry продължава със своите изпитания както в лаборатория, така и в реални условия на терен. При стандартизираните условия на изпитване, John Deere разполага с две съоръжения за термодинамични изпитания, температурата на които може да се поддържа стабилна чрез отвеждане на топлината, отделяна от двигателя. Съоръжението за изпитване, разположено в Тампере, дава възможност за провеждане на цялостно изпитване, за да се гарантира изпълнение на изискванията за работните характеристики, определени за двигателя в първоначалната фаза на проекта. Окончателното изпитване се провежда в гората.
Teemu Hautamäki оглави екипа за изпитване на двигатели за срок от пет години. Pekka Karjalainen, Главен инженер-конструктор, е отговорен за предаване на целите, поставени пред двигателя от John Deere Forestry на отдела за разработка на продукти в завода за двигатели. "Има постоянен поток от информация между завода за двигатели и отдела за продуктова разработка на горски машини. Това сътрудничество дава възможност за идентифициране на проблемите и неизправностите доста преди пускането на продукта на пазара. Изпитванията за производителност и разход на гориво на JDPS осигуряват добри изходни данни още в първоначалния етап на проектирания двигател. А когато е необходимо се извършва фина настройка и тестване на управлението на двигателя, което в крайна сметка води до създаването на функционален пакет, в който всички системи работят добре заедно" - обобщава Teemu Hautamäki.
Сътрудничеството води до първокласно качество
Въртящият момент на двигателите Stage IV/FT4 на John Deere остава добър, дори при ниски обороти, нивото на шум от двигателя е ниско, а производителността е повишена, докато разходът на гориво е намален – при големите модели харвестъри, напр., с цели 10 процента спрямо Stage IIIb/IT4. Изпълнението на изискванията за емисии от двигателите Stage IV/FT4 изисква внедряването на система за селективна каталитична редукция (SCR) и система с карбамид, в допълнение към досега използваните Дизелов окислителен катализатор (DOC) и Дизелов филтър за твърди частици (DPF). Всички необходими компоненти са разположени в рамките на конструкцията на машината, така че да не пречат на видимостта и да не препятстват работната производителност. Въпреки това вече се поставят цели за бъдещето. Следващото ниво на емисии Stage V, за двигателите 130 kW-560kW ще влезе в сила през 2019 г. Клиентите на John Deere могат да бъдат спокойни като знаят, че в завода за двигатели на Deere вече съществува технологията, с която да се изпълнят и бъдещите изисквания.
Първите регламенти за дизелови двигатели за машини, непредназначени за движение по пътищата над 37 kW (50 к.с.) започнаха да действат през 1996 г., когато John Deere пусна PowerTech™, новото поколение двигатели, които изпълняваха изискванията на регламентите за емисии Tier 1/Stage I. Оттогава до днес бяха разработени няколко порядъка и етапа, които да отговорят на затегнатите регламенти.
ТЕКСТ И СНИМКИ: TERO IKÄHEIMONEN, In The Forest 1/2017 г.