Блог

Nov 09, 2023

Liebherr представит двигатели с непосредственным впрыском водорода на выставке CONEXPO 2023

At CONEXPO 2023, Liebherr is showcasing a hydrogen direct injection solution for heavy-duty combustion engines. With this technology, it aims to achieve maximum power density equal to the one of a

На выставке CONEXPO 2023 компания Liebherr демонстрирует решение для прямого впрыска водорода для двигателей внутреннего сгорания большой мощности. Целью этой технологии является достижение максимальной удельной мощности, равной мощности обычного двигателя внутреннего сгорания. Водородные силовые агрегаты являются важной частью технологического подхода Liebherr к альтернативным концепциям силовых агрегатов.

Чтобы обеспечить соответствие характеристик двигателя H2-DI характеристикам дизельного двигателя, необходимо, чтобы система была способна обеспечивать высокие скорости потока. Из-за низкой плотности газообразного водорода инжектор должен иметь конструкцию с высоким расходом. Чтобы обеспечить точный контроль даже самых малых количеств, давление в системе должно регулироваться с предельной точностью. В системе впрыска H2 компании Liebherr это достигается с помощью клапана регулировки объема газа. Кроме того, важно убедиться, что инжектор не имеет утечек и газонепроницаем.

«Чтобы добиться такой же управляемости с системой H2, как и с дизелем, система впрыска водорода должна быть оптимально согласована с крутящим моментом и мощностью двигателя», — объясняет Рихард Пиркл, управляющий директор по технологиям и разработкам Liebherr-Components Deggendorf GmbH. «Это означает, что при переходе от холостого хода к полной нагрузке необходимо как можно быстрее обеспечить необходимое количество топлива и соответствующее давление в системе».

Система впрыска H2 компании Liebherr разработана для обеспечения чрезвычайно быстрого и точного регулирования давления независимо от положения топливного бака, размера машины, компоновки или установки двигателя. Данная конструкция обеспечивает двухступенчатую регулировку давления. В то время как первая ступень первоначально стабилизирует переменное давление в топливном баке, вторая ступень осуществляет точную настройку этого давления. Давление впрыска контролируется путем активации клапана дозирования газа через электронный блок управления (ЭБУ). ЭБУ управляет клапаном дозирования газа с помощью контроллера с прямой связью с обратной связью. Специально разработанные программные модули для водорода можно интегрировать в прикладное программное обеспечение и/или блоки управления сторонних производителей.

«Система H2-DI предназначена для работы без электронного клапана сброса давления. Идея заключается в том, чтобы сделать систему максимально простой, избегая при этом выброса водорода в атмосферу во время работы», — резюмирует Пиркл.

«Инжектор — самый сложный и в то же время определяющий производительность компонент водородной топливной системы», — объясняет Пиркл. Габаритные размеры форсунок Liebherr H2 LPDI аналогичны габаритам дизельных форсунок двигателей тяжелых коммерческих автомобилей. В частности, критический максимальный наружный диаметр находится в том же диапазоне, что и для дизельных форсунок.

В нем говорится, что прямой впрыск водорода особенно хорошо подходит для применений с высокими требованиями к динамике и удельной мощности в ограниченном пространстве для установки и является осуществимой концепцией, которую компания Liebherr в Деггендорфе продолжает развивать. «Валидация продукта станет одной из важнейших задач при разработке водородных топливных систем в будущем», — говорит Пиркл. «Следующими шагами будет оптимизация системы прямого впрыска низкого давления с точки зрения стабильности впрыска и динамических характеристик. На основе системы прямого включения низкого давления для двигателей большой мощности мы также разрабатываем и тестируем систему с более высоким расходом для более крупных двигателей», — заключает Пиркл.

Параллельно Liebherr работает над форсунками H2 PFI. Системные подходы к впрыску топлива через порт и непосредственному впрыску используют в качестве основы общую масштабируемую платформу форсунок. Благодаря обширному ассортименту продукции Liebherr отвечает широкому спектру требований к двигателям и обеспечивает широкий спектр применения двигателей средней и большой мощности, а также двигателей большой мощности.

Кроме того, на этой неделе на выставке Conexpo компания Liebherr представляет прототип своего водородного двигателя для строительных площадок будущего. В нем используется описанная технология прямого впрыска водорода для питания двигателя. Двигатели-прототипы проходят испытания с 2020 года. Между тем прототипы показали обнадеживающие результаты с точки зрения производительности и выбросов как на испытательных стендах, так и в полевых условиях. В процессе также оценивались как впрыск топлива в порт (PFI), так и непосредственный впрыск (DI). Первые прототипы строительных машин, оснащенных этими двигателями, эксплуатируются с 2021 года.