Deutz és MAN mezőgazdasági dízelmotorok

A Köln székhelyű DEUTZ AG motorgyár történetének kezdete összefonódik Nikolaus August Otto motorfeltaláló munkásságával. N.A. Otto társulva Eugen Langen kölni nagyiparossal (Langen tőkéjéből) 1864. március 31-én megalapította világ első belsőégésű motorgyárát N.A. Otto & Cie néven, amely később Gasmotoren-Fabrik Deutz AG-vé változott. Ma a Deutz AG nevet viselő konszern a közlekedés, az ipar része és a mezőgazdaság számára készít dízelmotorokat.

Deutz mezőgazdasági dízelmotorok

A 2008-as gazdasági váltságot követően a Deutz motorgyár új, igen korszerű dízelmotorokat fejlesztett ki. Az „Agritechnika 2011 Hanover” kiállításon mutatták be a mezőgazdaság számára gyártott új TCD dízelmotor családot, amelyek 2,9-16,0 literes hengertérfogat és 55,4-520 kW teljesítmény-intervallumok között helyezkednek el. A dízelmotor család néhány tagjának főbb műszaki paramétereit az 1. táblázat szemlélteti.

Nagyításhoz kattintson a képre!

A Deutz Common Rail (DCR) hajtóanyag-befecskendező rendszerrel ezek a dízelmotorok kis fogyasztásúak, a legkisebb fajlagos gázolajfogyasztás értéke 195-216 g/kWh. A motorok mindenkori környezetvédelmi követelményeket a DVERT (Deutz Variable Emission Reduction Technology = változtatható emisszió mérséklés technológia) alkalmazásával elégítik ki. A TCD családba tartozó motorok jelenleg érvénybe lévő EU Stage IV/US Tier 4 hatósági előírásokon túl esetleg a jövő (2019. január 1-én életbe lépő) EU Stage V követelményeit is képesek kielégíteni. Ezek a mezőgazdasági dízelmotorok alacsony karbantartási költséggel üzemeltethetők, például a kenőolaj cserét 500 üzemóránként kell elvégezni. A gyártásban lévő motortípusokat a következőkben mutatjuk be.

Deutz TCD 2.9 L4 dízelmotor

A TCD motorcsalád legkisebb tagja a Deutz TCD 2.9 L4 típusjelölést viseli (1. kép). A motor korszerűségének elismerését mutatja a „2010-es év dízelmotorja” cím elnyerése. Ezt a 2,9 liter lökettérfogatú, 4 hengeres soros, folyadékhűtésű, turbófeltöltős és levegő-visszahűtésű dízelmotort 45,0-55,4 kW teljesítményre szabályozva építik be mezőgazdasági gépekbe. A motor a tömeg/teljesítmény aránya 6,14 kg/kW (4,52 kg/LE), valamint az egy liter hengerűrtartalomra eső teljesítmény viszonya 19,1 kW/dm3 (25,96 LE/dm3) értékű. A Deutz Common Rail (DCR) hajtóanyag-befecskendező rendszerrel és a magas hatásfokú égési folyamatot biztosító égéstér kialakítással a motor legalacsonyabb fajlagos gázolajfogyasztása 216 g/kWh értékű.

1. kép: Deutz TCD 2.9 L4 típusjelzésű dízelmotor

A motor kezdetben csak hűtött kipufogógáz visszavezetés (ceEGR) alkalmazásával érte el a Stage III B/ Tier 4 interim környezet szennyezési besorolást. A Stage IV/Tier 4 final teljesítéshez a motor kipufogógáz utókezelése a ceEGR mellett kiegészült dízeloxidációs katalizátor (DOC) használatával, illetve opcióként dízelrészecske szűrő (DPF) beépítésével is.

Deutz TCD 3.6 L4 dízelmotor

A TCD motorcsalád következő hasonló felépítésű tagja a Deutz TCD 3.6 L4 típusjelölésű (2. kép). A motor 3,6 liter lökettérfogatú, 4 hengeres soros, folyadékhűtésű, turbófeltöltős és levegő-visszahűtésű dízelmotor. Ezt a motortípust 69,5-100 kW teljesítmény kategóriában forgalmazzák. A motor a tömeg/teljesítmény aránya 4,77 kg/kW (3,51 kg/LE), valamint az egy liter hengerűrtartalomra eső teljesítmény viszonya 27,78 kW/dm3 (37,74 LE/dm3) értékű. A Deutz Common Rail (DCR) hajtóanyag befecskendező rendszerrel, valamint az új fejlesztésű elektronikus motorszabályozással (EMR4) a motor legalacsonyabb fajlagos gázolajfogyasztása 214 g/kWh értékű.

2. kép: Deutz TCD 3.6 L4 típusjelzésű dízelmotor

A motor kipufogógáz utókezelő rendszere ma hűtött kipufogógáz visszavezetéssel (ceEGR), dízeloxidációs katalizátorral (DOC) és szelektív katalitikus redukciós (SCR) rendszerrel rendelkezik, amellyel a Stage IV illetve a Tier 4 környezetvédelmi előírás teljesíthető. A motor rendelhető dízelrészecske szűrő (DPF) beépítésével is, ebben az esetben a Stage V emissziós határértékek is betarthatók.

Deutz TCD 4.1 L4 és TTCD 6,1 L6 dízelmotorok

A TCD család kedvelt két mezőgazdasági dízelmotorja sok azonos fődarabból áll. A leglényegesebb eltérés abban van, hogy a TCD 4.1 L4 típusjelzésű motor 4,1 liter hengertérfogatú, 4 hengeres soros és egy turbófeltöltős, míg a TTCD 6.1 L6 motor 6,1 literes, 6 hengeres soros és két turbófeltöltővel rendelkezik (3. kép). A motorok főbb műszaki paramétereit az 1. táblázat szemlélteti. A TCD 4,1 L4 motor legkisebb fajlagos gázolajfogyasztása 208 g/kWh, tömeg/teljesítmény aránya 3,57 kg/kW (2,63 kg/LE), az egy liter hengerűrtartalomra eső teljesítmény viszonya 30,73 kW/dm3 (41,76 LE/dm3) értékű. A TTCD 6,1 L6 motor paraméterei jobbak, a legkisebb fajlagos gázolajfogyasztása 198 g/kWh, tömeg/teljesítmény arány 3,39 kg/kW (2,49 kg/LE), a hengerűrtartalomra eső teljesítmény viszony 34,59 kW/dm3 (47,0 LE/dm3).

3. kép: Deutz TTCD 6.1 L6 típusjelzésű dízelmotor

A Deutz TCD 4.1 L4 és TTCD 6,1 L6 dízelmotorok kielégítik a Stage IV illetve a Tier 4 környezetvédelmi előírást. A motorok kipufogógáz utókezelő rendszere hűtött kipufogógáz visszavezetéssel (ceEGR), dízeloxidációs katalizátorral (DOC), szelektív katalitikus redukciós (SCR) rendszerrel és dízelrészecske szűrő (DPF) berendezéssel rendelkezik.

Deutz TTCD 7,8 L6 dízelmotor

A mezőgazdasági igényekhez tervezett Deutz TTCD 7,8 L4 típusjelzésű dízelmotor (4. kép) 7,8 liter hengertérfogatú, 6 hengeres soros hengerelrendezésű, folyadékhűtésű, két turbófeltöltős, a sűrített levegő levegő-levegőhűtésű. A Deutz Common Rail (DCR) hajtóanyag befecskendező rendszerrel, valamint az elektronikus (EMR4) motorvezérlővel a TTCD 7,8 L6 motor igen gazdaságosan üzemeltethető, a legkisebb fajlagos gázolajfogyasztása 195 g/kWh értékű, amely igen jónak mondható. A motor tömeg/teljesítmény arány 4,21 kg/kW (3,1 kg/LE), a hengerűrtartalomra eső teljesítmény viszony kimagaslóan kedvező értékű 37,31 kW/dm3 (50,69 LE/dm3). A motorok kipufogógáz utókezelő rendszere hűtött kipufogógáz visszavezetéssel (ceEGR), dízeloxidációs katalizátorral (DOC), szelektív katalitikus redukciós (SCR) rendszerrel és dízelrészecske szűrő (DPF) berendezéssel rendelkezik, amellyel az EU Stage V előírás is teljesíthető.

4. kép: Deutz TTCD 7,8 L6 típusjelzésű dízelmotor

Deutz TCD 12,0 V6 és TCD 16,0 V8 dízelmotorok

A mezőgazdasági motorcsalád két legnagyobb teljesítményű tagja a Deutz TCD 12,0 V6 és TCD 16,0 V8 típusjelzést viseli és a 240-520 kW teljesítmény tartományt fedik le, a motor beállításától függően. A motorok főbb paramétereit (1. táblázat) nézve látható, hogy sok közös megoldást tartalmaznak. A TCD 12,0 V6 típusjelzésű motor 11,9 liter hengertérfogatú, 6 hengeres V 90º hengerelrendezésű, folyadékhűtésű, turbófeltöltős, a sűrített levegő levegő-levegőhűtésű, a TCD 16,0 V8 motor (5. kép) abban különbözik az előzőtől, hogy 15,9 literes és 8 hengeres.

5. kép: Deutz TCD 16,0 V8 típusjelzésű dízelmotor

A TCD 12,0 V6 motor kimagaslóan jó paraméterekkel rendelkezik: legkisebb fajlagos gázolajfogyasztása 195 g/kWh, tömeg/teljesítmény aránya 2,55 kg/kW (1,88 kg/LE), az egy liter hengerűrtartalomra eső teljesítmény viszonya 32,77 kW/dm3 (44,53 LE/dm3) értékű. A TCD 16,0 V8 motor paraméterei alig különböznek a 6 hengeres motor értékeitől: a legkisebb fajlagos gázolajfogyasztás 202 g/kWh, tömeg/teljesítmény arány 2,42 kg/kW (1,78 kg/LE), a hengerűrtartalomra eső teljesítmény viszony 32,7 kW/dm3 (44,44 LE/dm3). Mindkét motor dízeloxidációs katalizátorral (DOC) és szelektív katalitikus redukciós (SCR) rendszerrel teljesíti a Stage IV, illetve a Tier 4 környezetvédelmi előírást.

MAN mezőgazdasági dízelmotorok

Az MAN SE (korábbi nevén Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg, innen az MAN mozaikszó) nagy múltra visszatekintő német cégcsoport, Európa egyik vezető jármű- és motorgyártója. Rudolf Diesel 1893-1897 között itt készítette el az első róla elnevezett elven működő belső égésű motort. 1921-től gyárt az MAN mezőgazdaság számára dízelmotorokat. A cég csoport MAN Diesel SE vállalata többek között saját fejlesztésű dízelmotorokat készít a mezőgazdaság számára (2. táblázat).

Nagyításhoz kattintson a képre!

MAN D3876 dízelmotor

Az MAN D3876 típusjelzésű dízelmotor (6. kép) a jármű, az ipari és a mezőgazdasági motorok igen erős mezőnyében nyerte le a „2016-os év dízelmotorja” megtisztelő címet. Az újtervezésű 6 hengeres, soros henger elrendezésű, folyadékhűtésű, turbófeltöltős MAN D3876 dízelmotor felhasználási területe várhatóan igen széles lesz, mert a közúti haszongépjárműveken túl ipari és mezőgazdasági gépek erőforrásaként is tervezik alkalmazását. A motor kialakítása „downspeeding” jegyében a tömegerők mérséklése, a kenőanyagfilmekben keletkező veszteségek minimalizálására és a kedvezőbb égési feltételek elérése érdekében alacsony fordulatszámú koncepcióra épül.

6. kép: MAN D3876 a „2016-os év dízelmotorja”

A motor számos kiemelkedő műszaki paraméterrel rendelkezi: tömeg/teljesítmény aránya 2,75 kg/kW (2,02 kg/LE), hengerűrtartalomra eső teljesítmény értéke 31,85 kW/dm3 (43,33 LE/dm3). A MAN D 3876 dízelmotor nemcsak takarékos üzemű, de a fenntartási és szervizköltségei is igen kedvezőek.

A motor levegőellátó rendszere (7. kép) két turbófeltöltőt tartalmaz, az alacsony nyomású (VTG) feltöltő után az első intercooler, a magas nyomású (Fix) feltöltő után egy következő hűtő végzi az összesűrített levegő motor előtti hűtését. A motor hajtóanyag-ellátó rendszere 2500 bar csúcsnyomású, 3. generációs common rail kialakítású.

7. kép: MAN D3876 motor két lépcsős turbótöltős légellátó rendszere
1. alacsony nyomású töltő; 2. közbenső levegőhűtő; 3. magas nyomású töltő; 4. levegőhűtő

Az MAN D3876 motor a Stage IV, illetve a Tier 4 levegőszennyezési határértékeket teljesíti az EGR és az SCR kipufogógáz utókezelési rendszerrel. A külső nagynyomású kipufogógáz visszavezetésnek kétlépcsős hűtési rendszere van (8. kép). A magas hőmérsékletű kipufogógáz hűtője a motor folyadék hűtőrendszeréhez kapcsolódik, az alacsony hőmérsékletű kipufogógáz hűtő levegő-kipufogógáz rendszerű.

8. kép: MAN D3876 motor kipufogógáz-visszavezetési rendszere, kétlépcsős kipufogógáz-hűtéssel
1. EGR-szelep; 2. magas hőmérsékletű kipufogógáz-folyadékhűtő; 3. alacsony hőmérsékletű kipufogógáz-levegőhűtő; 4. a hűtött kipufogógáz elvezetése és a hűtőlevegő bevezetése

MAN D2676 dízelmotor

A mezőgazdasági betakarítógépek, kombájnok és nagy teljesítményű traktorok számár készítik ezt a korszerű MAN D2676 típusjelzésű „downspeeding” (fordulatszám csökkentés) jegyeit megvalósító 12,4 literes, 6 hengeres soros, folyadékhűtésű, dízelmotort (9. kép). A motor MAN D2676 LE13 típusjelzéssel az új Frendt 1000 Vario traktorcsaládba kerül beépítésre 294-382 kW teljesítménnyel. Ennek a motornak is kiemelkedőek a paraméterei tömeg/teljesítmény aránya 2,80 kg/kW (2,06 kg/LE), valamint a hengerűrtartalomra eső teljesítmény értéke 30,81 kW/dm3 (41,91 LE/dm3). A motor common-rail hajtóanyag ellátó rendszerének maximális befecskendezési nyomásértéke 1800 bar. A levegőellátó rendszer turbófeltöltője változtatható turbina beömlés keretmetszetű (VTG), a sűrített levegőt intercooler hűti vissza.

9. kép: MAN D2676 típusjelű dízelmotor

A Stage IV/Tier 4 final előírásnak megfelelő károsanyag-kibocsátást ennél a motornál csak AdBlue SCR katalizátorral, valamint a lehűtött külső kipufogógáz visszavezetéssel (EGR) érik el. Az alacsony hajtóanyag-fogyasztású motor fenntartási és szervizköltségei is igen kedvezőek.

MAN D0834 dízelmotor

Ezt a 4 hengeres soros, 4,6 liter lökettérfogatú dízelmotort a kisebb 110-162 kW motorteljesítmény igényű mobilgépekhez, traktorokhoz alkalmazzák. A motor műszaki paraméterei kedvezőek a tömeg/teljesítmény aránya 3,02 kg/kW (2,23 kg/LE), valamint a hengerűrtartalomra eső teljesítmény értéke 35,22 kW/dm3 (47,83 LE/dm3) jónak mondható. Ezt a kedvezőértéket turbófeltöltéssel és intercooler levegő-visszahűtéssel, valamint common rail hajtóanyag-ellátó rendszerrel érik el.

A motor kipufogógáz-utókezelő rendszere hűtött nagy nyomású kipufogógáz visszavezetéses (EGR), amellyel a Stage IV /Tier 4 final előírása teljesíthető. A motor alacsony hajtóanyag-fogyasztású és fenntartási költségei is alacsonyak.

MAN D0836 dízelmotor

Ez a dízelmotor lényegében az előző 6 hengeres változata, 6,9 dm3 hengertérfogattal és 250 kW maximális teljesítménnyel. A MAN D0836 motor műszaki paraméterei kedvezőbbek a tömeg/teljesítmény aránya 2,57 kg/kW (1,89 kg/LE), valamint az egy liter hengerűrtartalomra eső teljesítmény értéke 36,23 kW/dm3 (49,3 LE/dm3).

MAN D2868 dízelmotor

A nagy teljesítmény igényű mezőgazdasági gépekhez az MAN Diesel SE vállalat gyárt 90º V hengerelrendezésű dízelmotorokat. Az MAN D2868 motor 8 hengeres V elrendezésű, 16,2 dm3 hengertérfogatú, 570 kW maximális teljesítményű korszerű dízelmotor. A motor műszaki paraméterei kiválóak tömeg/teljesítmény aránya 2,54 kg/kW (1,87 kg/LE), hengerűrtartalomra eső teljesítmény értéke 35,19 kW/dm3 (47,87 LE/dm3). A motor hengersoronként egy-egy turbófeltöltővel rendelkezik. A jelenlegi környezetvédelmi előírások 560 kW feletti motorteljesítmény esetén nem tartalmaznak korlátozó előírást, ezért a motor kipufogógáz-utókezelő rendszerrel nem rendelkezik.

MAN D2862 dízelmotor

Az MAN Diesel SE vállalat mezőgazdasági felhasználásra készülő legnagyobb teljesítményű dízelmotorja az MAN D2862 típus jelzésű (10. kép). Ez a motor az előzőtől abban különbözik, hogy 12 hengeres, 24,24 dm3 hengertérfogatú, 816 kW maximális teljesítményű. A motor műszaki paraméterei kiválóak tömeg/teljesítmény aránya 2,31 kg/kW (1,70 kg/LE), valamint a hengerűrtartalomra eső teljesítmény értéke 33,44 kW/dm3 (45,80 LE/dm3).

10. kép: MAN D2862 típusjelű dízelmotor

A motor hengersoronként egy-egy wastegate szabályozású turbófeltöltővel rendelkezik. A motor kipufogógáz-utókezelő rendszerrel nem rendelkezik, mert a jelenlegi környezetvédelmi előírások 560 kW feletti motorteljesítmény esetén nem tartalmaznak korlátozó előírást.

Felhasznált források:
www.deutz.com (Products)
www.engines.man.eu (Off –Road)

Dr. Varga Vilmos
SZIE Gépészmérnöki Kar, Járműtechnika Tanszék, Gödöllő

(Agrofórum Online)