Упркос томе што се константно развијао током прошлог века како би постао агрегат са високом потрошњом горива, дизел мотор је сада угрожен као никада раније. Дакле, 'шта је будућност дизел мотора?' била је тема питања др Стафана Лундгрена, вишег саветника за технологију за погон у Волво Групи.
Зашто је дизел остао тако популаран извор енергије?
Дифузионо сагоревање – где је сагоревање концентрисано око паљења, а кисеоник се дифундује око области сагоревања – је веома ефикасно. Има минималне губитке енергије на зидовима мотора због зрачења или конвекције – много мање од бензинског мотора. Основни дизел мотор је веома јак и може да издржи веома високе притиске.
Колико је ефикасан?
Дошло је до великих побољшања – скок са ефикасности од око 35% 1980-их на данашњих 50% ефикасности. То значи да се половина горива сада ставља у користан механички рад. За референцу – бензински мотор је око 35% ефикасан. Ови добици су дошли од система за убризгавање горива у систему високог притиска цоммон раил, турбо пуњења и увођења рачунарске снаге за прецизно управљање сагоревањем и системима за накнадну обраду.
Да ли је потражња број 1 купаца за повећање ефикасности горива?
Да, добра ефикасност горива је најважнији елемент, али купци такође захтевају добре перформансе мотора и издржљивост. Онда мора
буду издржљиви и испуњавају захтеве за емисије – а они су понекад у конкуренцији једни са другима.
Да ли и мотори постају моћнији?
Постоји тренд раста – купци померају веће терете и то захтева већу снагу. Највећа снага Волво групе сада је 1,000 кс. Али у поређењу са путничким аутомобилима, све апликације за тешке услове рада су још увек (релативно) слабе снаге.
Дизел мотор је оптужен да није еколошки прихватљив. Може ли да очисти свој чин?
Учинити дизел моторе веома чистим могуће је и то је нешто у чему је тешка индустрија постигла већи напредак од сектора лаких терета. Део разлога за ово је што је ефикасност коју траже купци у сектору тешких терета много већа.
Колико је било тешко повећати ефикасност уз истовремено смањење емисија?
Био је изазов побољшати термодинамички процес да би се компензовао терет додавања СЦР система накнадне обраде. Али сада смо се вратили на прави пут да повећавамо ефикасност корак по корак.
Колико даље можете ићи - нула емисија?
Зависи шта подразумевате под емисијама. Ако покрећете мотор горивом које нема угљеник и спојите га са ефикасним процесом сагоревања који не ствара чађ, онда је могуће нулте емисије. Радили смо на коришћењу метана и ДМЕ (диметил етра) као чисте алтернативе дизелу. Ово није нова идеја, 1900. године дизел мотор је успешно радио на уљу од кикирикија. Проблем није у технологији функционисања чистих горива, већ у њиховој доступности. Али ако се питање снабдевања обновљивим горивима може решити, онда је могуће да дизел мотори раде 100% без ЦО2.
Зар чиста горива такође немају своје еколошке изазове?
Производња биогорива не би требало да се такмичи са производњом хране – али постоје друга горива код којих то није проблем. Електрогорива (Е-горива) користе соларну енергију или енергију ветра да „разбијају“ воду и комбинују је са ЦО2 из метана – а ова горива имају прилично високу ефикасност – тврди се до 80%. Ово би могло бити занимљива допуна електрификацији.
Како различита горива утичу на сагоревање?
Са становишта ефикасности, мотору је свеједно да ли молекул горива потиче из фосила или обновљивих извора. Дакле, са улагањем у праву врсту обновљивих горива, прелазак на обновљиве изворе енергије би требао бити једноставан.
Па како да додатно смањимо потрошњу горива?
Следећи велики корак у повећању ефикасности мотора/смањењу потрошње горива је његова комбинација са електромобилношћу. Потражња за моторима у будућности неће бити толико разнолика као данас. Постоји разлика између ефикасности мотора на свом 'слаком месту' и ефикасности у целом опсегу рада у стварном свету. Партнерство мотора са електричним моторима, као код паралелних хибрида, омогућава мотору да ради на најефикаснијем нивоу. Без сумње, електрификација ће бити део будућег решења за погон са сагоревањем.
Може ли друга технологија помоћи у смањењу рачуна за гориво?
Примери су технологија стоп/старт и електрични системи од 48 В који напајају помоћне уређаје електрично, а не механички. Сви они могу имати будућу употребу у апликацијама за тешке услове рада, када се докаже њихова робусност. Али још један важан извор веће ефикасности је поврат топлоте. Ово није лак задатак на моторима за тешке услове рада, пошто раде на релативно хладним издувним гасовима, али још увек постоји нада да се то ухвати и учини комерцијално одрживим.
Која је максимална ефикасност коју мотор може постићи?
Дизел мотор има теоријску ефикасност система између 55-60%. За референцу, најбоље електране раде са 50-55% ефикасности, а горивне ћелије су такође ефикасне око 50%+ – тако да дизел мотори могу да буду невероватно ефикасни. Ово, додано чињеници да ће мотори који раде са електрификацијом често имати нижу потражњу за снагом, значиће да ће потрошња горива опасти у будућности.
Колико дуго дизел мотор може да преживи?
Дизел мотор са сагоревањем остаје веома исплативо решење за стварање механичке енергије. Међутим, законодавство, посебно у Европи, прилично снажно гура ка електрификацији, а то може директно утицати на дуговечност мотора са унутрашњим сагоревањем. Наш осећај је да ће његова употреба бити заснована на апликацијама и да ће се наставити дуго времена у употреби на великим удаљеностима, као што су океански бродови и камиони на дуге релације. Али чак и овде ће вероватно бити у употреби мешавина технологија.
Да ли је дизел део будућности?
Дизел мотор – у модификованом облику – може бити веома чист и ефикасан. Такође се добро слаже са електрификацијом. Као произвођач морамо да пронађемо најбоље решење, на основу одлука које друштво доноси. Какви год да су, морамо бити спремни.
