Silniki spalinowe w ciągnikach odejdą w niepamięć? [VIDEO]

Źródło: Łukasz Tyrakowski

Jeszcze dwadzieścia lat temu ciągniki rolnicze nie posiadały żadnych układów oczyszczania spalin. Dzisiaj muszą spełniać wymagające normy emisji, a konstruktorzy opracowują już także inne sposoby zasilania. Elektryfikacja jest kwestią czasu? Co ze starszymi modelami?

- Emisja spalin zmniejszyła się w ciągnikach rolniczych w ostatnich latach o kilkadziesiąt procent - mówi Szymon Kaczmarek z firmy John Deere Polska. - Myślę, że bardzo ważną kwestią jest to, żeby nowe traktory coraz mniej zanieczyszczały naszą planetę, a przy tym były bezawaryjne

- dodaje przedstawiciel jedynej firmy z branży rolniczej, która znalazła się w rankingu 100 najcenniejszych marek na świecie sporządzonym przez firmę konsultingową Interbrand.

Rygorystyczne normy emisji spalin

Obecnie ciągniki rolnicze muszą przechodzić bardzo wymagające badania pod względem emisji spalin, a obowiązująca jej norma - Stage V dotyczy wszystkich silników o mocy od 19 do 560 kW. Oznacza to, że maszyny muszą być wyposażone w specjalistyczne układy oczyszczające spaliny.

- Mamy tak naprawdę 3 układy dostępne w układzie wydechowym. Są to kolejno: katalizator oksydacyjny, filtr cząstek stałych i układ selektywnej redukcji katalitycznej

- wylicza Szymon Kaczmarek, zaznaczając, że w ciągnikach produkowanych przez jego firmę, system ten został przeniesiony spod maski w układ wydechowy, co sprawiło, że właściciel ma znacznie łatwiejszy dostęp do systemów w razie potrzeby przeprowadzenia serwisu.

Kolejne systemy oczyszczania spalin były do ciągników i wszystkich innych silników wprowadzane stopniowo.

- Jeśli chodzi o oczyszczanie spalin, to my tak naprawdę zaczęliśmy od układu recyrkulacji spalin - tak, żeby zmniejszyć ich temperaturę. Dzięki temu mogliśmy wytwarzać mniej szkodliwych tlenków azotu (Nox). Kolejnym krokiem było dołożenie w naszych ciągnikach filtra cząstek stałych - DPF. Na końcu przyszedł czas na system selektywnej redukcji katalitycznej

- tłumaczy Kaczmarek, zaznaczając, że John Deere korzysta w swoich ciągnikach zarówno z filtra cząstek stałych, jak i z układu selektywnej redukcji katalitycznej ze względu na to, że dzięki temu zdecydowanie zmniejszone jest zużycie AdBlue na godzinę pracy.

- Osiągamy wartości 2-3% zużycia AdBlue w stosunku do zużycia oleju napędowego, gdzie w układach, które nie mają filtra cząstek stałych to zużycie jest nawet 3-4 razy większe - dodaje.

Przedstawiciel polskiego oddziału amerykańskiej firmy zaznacza, że kiedy wymogi dotyczące emisji spalin były coraz bardziej rygorystyczne, u niektórych producentów występowały problemy z zapewnieniem bezawaryjnej pracy systemów do ich oczyszczania, jednak tych problemów jest już coraz mniej.

- Cieszymy się, że jesteśmy w stanie zapewnić maszynę bezawaryjną – taką, jakiej klient oczekuje, a przy tym nie zanieczyszczać niepotrzebnie środowiska - podkreśla.

Redukcja emisji spalin a spalanie ON

- Zmniejszanie emisji spalin nie sprawiło, że zwiększyło się spalanie oleju napędowego. Można wręcz powiedzieć, że spalanie się zmniejszyło - zaznacza Szymon Kaczmarek.

- Jeśli jednak dodamy do tego zużycie AdBlue, to pewnie wyjdą nam takie same wartości. Oczywiście zakładając, że system oczyszczania spalin pracuje poprawnie, a zdarza się, że np. filtr cząstek stałych może się zapchać - dodaje.

Jak twierdzi, najczęstszymi przyczynami takiej sytuacji są: wyłączanie aktywnej regeneracji filtra oraz zbyt długie wychładzanie maszyny na niskich obrotach.

- Nowoczesne ciągniki z układami oczyszczania spalin powinniśmy wystudzić, ale one nie lubią pracy na najniższych obrotach przez dłuższy czas - pół godziny czy godzinę. To właśnie wtedy dochodzi do zapychania się tych układów. Jeśli są one drożne, to nie będziemy mówili o spadku mocy czy też większym zużyciu paliwa. Trzeba zdawać sobie sprawę, że o ten układ trzeba zadbać tak jak o każdy inny podzespół ciągnika - wyjaśnia Szymon Kaczmarek.

Ciągniki elektryczne - tak będzie wyglądać przyszłość?

Coraz bardziej rygorystyczne podejście do emisji spalin sprawia, że wśród producentów ciągników i maszyn rolniczych zaczyna pojawiać się temat elektryfikacji, który dużą popularnością cieszy się już w branży samochodowej. Jeden z  jej potentatów - Mercedes ogłosił niedawno, że w ciągu kilku lat zrezygnuje całkowicie z produkcji aut z silnikami spalinowymi, przechodząc w pełni na te z napędami elektrycznymi. Czy taka przyszłość czeka nas również w traktorach? Wiele na to wskazuje. Jak jednak zaznaczają przedstawiciele branży rolniczej, proces ten może być nieco przedłużony, w porównaniu do innych gałęzi motoryzacji.

- Działka rolnictwa jest stosunkowo trudna do przysposobienia. Na pewno transport będzie pierwszy. W przypadku np. autobusów jest to prostsze, ponieważ pojazdy te nie tylko zużywają mniej energii, ale także mogą ładować się co kilka godzin na zajezdni. Dla nas przeszkodą jest obecnie zasięg i myślę, że w sferze baterii mamy największe pole do poprawy - opowiada Szymon Kaczmarek.

Nie obawia się spadku osiągów, ani problemów z obsługą silników elektrycznych.

- Samochody dowiodły już, że są to bardzo sprawne i proste układy. Tak naprawdę prostsze niż silniki spalinowe. Sami mogliśmy już to zauważyć, ponieważ jako producent musimy wyprzedzać to, co się dzieje, żeby mieć czas na przetestowanie tych nowych technologii, które za kilka, kilkanaście czy kilkadziesiąt lat będą standardem. W związku z tym mamy już pewne prototypy traktorów w pełni napędzanych energią elektryczną - wspomina Kaczmarek.

John Deere może pochwalić się już kilkunastoletnią historią testowania ciągników na prąd. Wszystko zaczęło się w 2008 roku od modelu 7530 iPower. Następnie pojawił się John Deere GridCON, czyli pierwszy ciągnik autonomiczny, który nie ma kabiny, a za jego zasilanie odpowiada silnik elektryczny napędzany przez kabel w specjalnym układzie, który zwija go i rozwija, tak aby maszyna nigdy na niego nie najechała. Najnowszym projektem przyszłości amerykańskiej marki jest z kolei John Deere Joker. Futurystyczny ciągnik został zaprezentowany na targach Agritechnica w Hannoverze w 2019 roku. Jest to również maszyna w pełni autonomiczna, z tym że kwestią do rozwiązania w jej przypadku pozostaje to, czy będzie ona napędzana bateriami, czy poprzez przewód lub połączenie jej z ciągnikiem John Deere GridCON.

- Testujemy takie rozwiązanie. Jeden GridCON może zasilać nawet 5 Jokerów. Jedna osoba mogłaby wtedy nadzorować pracę ich wszystkich. Mówimy więc nie tylko o elektryfikacji, ale także o jeszcze większej kontroli i mniejszym zapotrzebowaniu na siłę roboczą. Operator będzie mógł nadzorować kilka maszyn, a nie tak jak dziś, jeździć w jednej z nich i obijać się na dziurach przez cały dzień - tłumaczy Szymon Kaczmarek.

Jaką moc będą miały ciągniki elektryczne? W wymienionym przykładzie prototypu John Deere Joker jest ona naprawdę imponująca. Maszyna wyposażona została w dwa silniki elektryczne o mocy 250 kW każdy.

- Dodatkowo trzeba zaznaczyć, że silniki te są w pełni bezobsługowe i mają bardzo wysoką sprawność. Maksymalny moment obrotowy można w nich osiągnąć już od samego początku pracy, co jest tak naprawdę niemożliwe w silnikach spalinowych, w których krzywa mocy nigdy nie będzie tak korzystna - mówi Szymon Kaczmarek.

Zaznaczyć trzeba także to, że John Deere Joker to urządzenie, które waży zaledwie 5 ton - może być jednak dociążone o nawet kilkanaście tysięcy kilogramów. Według Szymona Kaczmarka w ciągnikach elektrycznych nie należy jednak patrzeć na masę dokładnie tak samo jak w ciągnikach konwencjonalnych, ponieważ maszyny autonomiczne celowo mają być mniejsze.

- Może ich pracować więcej, a i tak będzie nimi zawiadywać jedna osoba. Przede wszystkim jednak, mniejsze pojazdy to łatwiejszy transport - a zachowanie szerokości w dużych maszynach rolniczych jest dzisiaj problemem - tłumaczy przedstawiciel firmy John Deere.

ZOBACZ TAKŻE: Agro Show 2021. Debiut ciągników serii 9R i "Król wydajności" [VIDEO]