Motory pro stroje
Teemu Hautamäki (nalevo) a Pekka Karjalainen
Výsledkem úzké spolupráce společnosti John Deere Forestry s výrobcem motorů John Deere je nejlepší motor pro lesní stroje na trhu.
Společnost John Deere má oproti ostatním výrobcům lesních strojů jednu jasnou výhodu: vlastní továrnu na motory. Úzká spolupráce poskytuje vynikající možnosti optimalizace motoru speciálně pro lesní stroje. Požadavky na motor lesního stroje jsou zohledněny již ve fázi návrhu a není třeba dělat kompromisy, pokud jde o výkon.
Společnost JDPS (John Deere Power Systems) vyrábí motory pro více než 700 výrobců zařízení po celém světě, kteří vyrábějí stroje pro zemní, námořní, zemědělské a lesní práce, kompresory, generátory, zavlažovací čerpadla a vozidla na zemní plyn. Společnost John Deere od roku 1949 zkonstruovala a vyrobila více než 5 milionů dieselových motorů. Lesní stroje kladou nejvyšší nároky na výkon motoru. Změny zatížení lesního stroje jsou velmi rychlé a motor musí bez problémů spolupracovat s mnoha dalšími systémy a komponenty, jako je hnací ústrojí, výložník a hlava harvestoru.
Spolupráce mezi společnostmi John Deere Forestry a Power Systems začíná specifikací požadavků na motor, například co nejlepší výkon a úspora paliva ve všech rozsazích otáček.
„Požadavky na lesní stroj jsou velmi náročné. Naši kalibrační inženýři musí najít nejlepší úsporu paliva, aniž by došlo ke zhoršení přechodové odezvy. Díky naší spolupráci máme lepší přehled o tom, jak stroje pracují. Na základě těchto poznatků jsme vyvinuli kalibrační strategii, která je jedinečná pro lesní stroje a dnes se používá pro všechny platformy motorů John Deere Forestry od 4,5 do 9 litrů. Kromě toho jsme vylepšili naše testovací metody pro přechodovou odezvu, což nyní využíváme i pro další kalibrace,“ vysvětluje Stefanie Dieringerová z týmu JDPS pro výkon a kalibraci.
Od konstrukčního stolu k testování
Vývoj nového motoru je proces, který často trvá několik let. Po stanovení cílů následuje fáze návrhu a poté pečlivé a dlouhodobé testování komponentů a systémů. Například vývoj motorů Stage IIIb/Interim Tier 4 byl zahájen s prvními koncepčními stroji již v roce 2008, kdy byl stanoven termín zahájení sériové výroby na rok 2013.
Prototypy motorů jsou plánovány podle harmonogramu projektu nových modelů strojů a společnost John Deere Forestry pokračuje v testování své části jak v laboratoři, tak v reálných polních podmínkách. Pro standardizované zkušební podmínky má společnost John Deere k dispozici dvě termodynamická zkušební zařízení, jejichž teplotu lze udržovat stabilní odváděním tepla produkovaného motorem. Zkušební zařízení umístěné v Tampere umožňuje provádět komplexní zkoušky, aby bylo zajištěno splnění výkonnostních požadavků stanovených pro motor v počáteční fázi projektu. Závěrečné testování se provádí v lese.
Teemu Hautämki vede tým pro testování motorů již pět let. Pekka Karjalainen, hlavní konstruktér, je zodpovědný za předávání cílů, které si pro motor stanovila společnost John Deere Forestry, vývojové jednotce motoru. „Mezi továrnou na motory a vývojem lesních strojů probíhá nepřetržitý tok informací. Tato spolupráce umožňuje identifikovat problémy a poruchy v dostatečném předstihu před uvedením výrobku na trh. Testy výkonu a spotřeby paliva prováděné společností JDPS poskytují dobré vstupní údaje již v počáteční fázi projektu motoru. V případě potřeby se řízení motoru dolaďuje a testuje společně, takže nakonec vznikne funkční celek, v němž všechny systémy dobře spolupracují,“ shrnuje Teemu Hautämki.
Výsledkem spolupráce je prvotřídní kvalita
Točivý moment motorů John Deeres Stage IV/FT4 zůstává dobrý i při nízkých otáčkách, hladina hluku motorů je nízká a výkon se zvýšil, zatímco spotřeba paliva se u velkých modelů harvestorů snížila, např. až o 10 % v porovnání s motory Stage IIIb/IT4. Splnění emisních požadavků etapy IV/FT4 vyžaduje zavedení selektivní katalytické redukce (SCR) a systému močoviny, které doplňují dříve používaný oxidační katalyzátor pro vznětové motory (DOC) a filtr pevných částic (DPF). Všechny potřebné komponenty jsou umístěné uvnitř konstrukce stroje, takže nebrání ve výhledu a nebrání pracovnímu výkonu. Již nyní se však hledí do budoucnosti. Další emisní úroveň, Stage V, pro motory o výkonu 130 kW-560 kW vstoupí v platnost v roce 2019. Zákazníci společnosti John Deere mohou klidně spát s vědomím, že technologie, která splní i budoucí požadavky, již existuje v továrně na motory Deer.
První předpisy pro nové nesilniční vznětové motory s výkonem nad 37 kW (50 k) začaly platit v roce 1996, kdy společnost John Deere uvedla na trh novou řadu motorů PowerTech™, které splňovaly emisní předpisy Tier 1/Stage I. Od té doby bylo vyvinuto několik úrovní a stupňů, které splňují zpřísněné předpisy.
TEXT & FOTOGRAFIE: TERO IKÄHEIMONEN, In The Forest 1/2017