Deutz dízelmotorok a mezőgazdaság számára

A nagy múltra visszatekintő német motorgyár, a Deutz AG ma gyártott korszerű mezőgazdasági dízelmotor választékát ismertetjük. A motorokat számos gépbe beépítik, többek között a Deutz-Fahr, a Lamborghini, a Hürlimann, a Zetor, a Pronar, az Urzus stb. traktorokba, a Deutz-Fahr kombájnokba, a Grégoire szőlő-betakarítókba, a Delvano, a Hardi-Evrad, a Matrot, a PLA, a Storti, az Union, a Vredo mezőgazdasági gépekbe, a Class, a Faresin, a Merlo teleszkópos rakodókba.

A Deutz AG, Köln motorgyár létrejötte összefonódik Nikolaus August Otto motorfeltaláló munkásságával. N.A. Otto, társulva Eugen Langen kölni nagyiparossal,  (Langen tőkéjéből) 1864. március 31-én megalapította a világ első belsőégésűmotor-gyárát N.A. Otto & Cie néven, amely később Gasmotoren-Fabrik Deutz AG-vé változott.

Időközben Rudolf Diesel 1893-1897 között a M.A.N. vállalatnál elkészítette az első, róla elnevezett elven működő belsőégésű motort. Az első dízelmotor hatására, valamint a szabadalom átvételével 1907-ben a Deutz AG névre változott gyár 3500 alkalmazottal elkezdte a dízelmotorok sorozatgyártását. A ma is Deutz AG nevet viselő konszern a közlekedés, az ipar és a mezőgazdaság számára készít saját fejlesztésű korszerű dízelmotorokat.

A 2008-as gazdasági váltságot követően a Deutz motorgyár új, igen korszerű, folyadékhűtésű dízelmotorokat fejlesztett ki. A mezőgazdaság részére készülő új TCD dízelmotorcsalád első tagjait az „Agritechnika 2011 Hanover” kiállításon mutatták be a nagyközönség számára. A teljes mezőgazdasági TCD motorcsalád 2,9-16,0 literes hengertérfogat és 55,4-520 kW teljesítménytartományban kínál a felhasználók számára alacsony hajtóanyag-fogyasztású, környezetbarát dízelmotorokat. A mezőgazdaság számára gyártott néhány Deutz dízelmotor főbb műszaki adatait az 1. táblázat szemlélteti.

1. táblázat. Mezőgazdaság számára gyártott néhány Deutz dízelmotor főbb műszaki adata

*Léghűtéses

Az új TCD motorok a Deutz Common Rail (DCR^Ò) hajtóanyag-befecskendező rendszer alkalmazásával kis fogyasztásúak, a legkisebb fajlagos gázolajfogyasztás 195-216 g/kWh értékű. A motorok mindenkori környezetvédelmi követelményeit a DVERTÒ (Deutz Variable Emission Reduction Technology) változtatható emissziómérséklési technológia alkalmazásával elégítik ki. A TCD családba tartozó kisebb teljesítményű, soros henger-elrendezésű motorok a jelenleg érvényben lévő EU Stage IV/ US Tier 4 hatósági előírásokon túl opcióként kérve a jövő (2019. január 1-jén életbe lépő) EU Stage V követelményeit is képesek kielégíteni.

A Deutz mezőgazdasági dízelmotorok alacsony karbantartási költséggel üzemeltethetők, a kenőolajcserét csak 500 üzemóránként kell elvégezni. A gyártásban lévő motortípusokat a következőkben mutatjuk be.

1. ábra. Deutz TCD 2.9 L4 típusjelzésű dízelmotor

Deutz TCD 2.9 L4 dízelmotor

A TCD motorcsalád legkisebb tagja a Deutz TCD 2.9 L4 típusjelölést viseli (1. ábra). 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 45-55,4 kW teljesítményre szabályozva építik be mezőgazdasági gépekbe. A motor 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-befecskendezőrendszerrel és a magas hatásfokú égési folyamatot biztosító égéstér-kialakítással a motor jellegzetes fajlagos gázolajfogyasztása 216 g/kWh értékű.

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

2. ábra. Deutz TCD 3.6 L4 típusjelzésű dízelmotor

Deutz TCD 3.6 L4 dízelmotor

A TCD motorcsalád következő, hasonló felépítésű tagja a Deutz TCD 3.6  L4 típusjelölésű (2. ábra). A motor 3,6 liter lökettérfogatú, 4 hengeres soros, folyadékhűtésű, turbófeltöltős és levegő-levegő visszahűtésű dízelmotor. Ezt a motortípust 69,5-100 kW teljesítménykategóriában forgalmazzák. A motor 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-befecskendezőrendszerrel, valamint az új fejlesztésű elektronikus motorszabályozással (EMR4) a motor jellegzetes fajlagos gázolajfogyasztása 214 g/kWh értékű.

A motor kipufogógáz-utókezelő rendszere ma hűtöttkipufogógáz-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 tervezett Stage V emissziós határértékek is betarthatók.

3. ábra. Deutz TCD 4.1 L4 típusjelzésű dízelmotor

4. ábra. Deutz TTCD 6.1 L6 típusjelzésű dízelmotor

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 (3. ábra), míg a TTCD 6.1 L6 motor 6,1 literes, 6 hengeres soros és két turbófeltöltővel rendelkezik (4. ábra). A motorok főbb műszaki paramétereit az 1. táblázat szemlélteti. A TCD 4,1 L4 motor fajlagos gázolajfogyasztása 208 g/kWh, tömeg/teljesítmény aránya 3,57 kg/kW (2,63 kg/LE), az egy liter hengerűrtartalomra eső teljesítményviszonya 30,73 kW/dm³ (41,76 LE/dm³) értékű. A TTCD 6,1 L6 motor paraméterei jobbak, a fajlagos gázolajfogyasztása 198 g/kWh, tömeg/teljesítmény arány 3,39 kg/kW (2,49 kg/LE), a hengerűrtartalomra eső teljesítményviszony 34,59 kW/dm³ (47,0 LE/dm³).

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-utókezelőrendszere hűtöttkipufogógáz-visszavezetéssel (ceEGR), dízeloxidációs katalizátorral (DOC), szelektív katalitikus redukciós (SCR) rendszerrel és dízelrészecske-szűrő (DPF) berendezéssel rendelkezik.

5. ábra. Deutz TTCD 7,8 L6 típusjelzésű dízelmotor

Deutz TTCD 7,8 L6 dízelmotor

A mezőgazdasági igényekhez tervezett Deutz TTCD 7,8 L4 típusjelzésű dízelmotor (5. ábra) 7,8 liter hengertérfogatú, 6 hengeres, soros hengerelrendezésű, folyadékhűtésű, két turbófeltöltős, a sűrített levegő levegő-levegőhűtésű. A Deutz Common Rail (DCR) hajtóanyag-befecskendezőrendszerrel, valamint az elektronikus (EMR4) motorvezérlővel a TTCD 7,8 L6 motor igen gazdaságosan üzemeltethető, a jellegzetes 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 teljesítményviszony kimagaslóan kedvező értékű 37,31 kW/dm³ (50,69 LE/dm³). A motorok kipufogógáz-utókezelőrendszere hűtöttkipufogógáz-visszavezetéssel (ceEGR), dízeloxidációs katalizátorral (DOC), szelektív katalitikus redukciós (SCR) rendszerrel és dízelrészecske-szűrő (DPF) berendezéssel rendelkezik, amellyel az EU Stage V előírás is teljesíthető.

6. ábra. Deutz TCD 12.0 V6 típusjelzésű dízelmotor

7. ábra. Deutz TCD 16,0 V8 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 fedi 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 90⁰ hengerelrendezésű, folyadékhűtésű, turbófeltöltős, a sűrített levegő levegő-levegőhűtésű (6. ábra).

A TCD 12,0 V6 motor kimagaslóan jó paraméterekkel rendelkezik: a jellegzetes fajlagos gázolajfogyasztása 195 g/kWh, tömeg/teljesítmény aránya 2,55 kg/kW (1,88 kg/LE), az egy liter hengerűrtartalomra eső teljesítményviszonya 32,77 kW/dm³ (44,53 LE/dm³) értékű.

A TCD 16,0 V8 motor (7. ábra) abban különbözik az előzőtől, hogy 15,9 literes és 8 hengeres. A TCD 16,0 V8 motor paraméterei alig különböznek a 6 hengeres motor értékeitől: a jellegzetes fajlagos gázolajfogyasztás 202 g/kWh, tömeg/teljesítmény arány 2,42 kg/kW (1,78 kg/LE), a hengerűrtartalomra eső teljesítményviszony 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.

8. ábra. Deutz D914 L4 típusjelzésű léghűtéses dízelmotor

Deutz D914 típusjelzésű léghűtéses dízelmotorcsalád

A korábbi tervezésű mezőgazdasági Deutz motorokból számos típus még ma is gyártásban van. A folyadékhűtésű dízelmotorok mellett a vállalat igen korszerű léghűtéses dízelmotorokat is készít a mezőgazdaság részére. Az egyik legkedveltebb motorcsalád a D914 jelölést viseli.

A D914-es léghűtéses dízelmotorcsalád tagjai 3, 4, 5 és 6 hengeresek, soros henger-elrendezésűek, hengerenként 1078 cm³ lökettérfogatúak és a 43÷129,9 kW teljesítmény tartományt fogják át. A 3,4,5 hengeresek szívó motorok, a 6 hengeres turbófeltöltős, intercooleres levegő visszahűtővel. A 3 hengeres léghűtéses motor a Stage IIIA/ Tier 3 előírást, míg az 56 kW teljesítmény felettiek a Tier 4 i környezetvédelmi előírás értékeit teljesítik.

A 4 hengeres D914 L4 jelölésű motor műszaki adatait az 1. táblázat tartalmazza és fényképét a 8. ábra mutatja. A léghűtéses dízelmotor műszaki paraméterei elmaradnak a hasonló lökettérfogatú, folyadékhűtésű motorokhoz képest, jellegzetes fajlagos gázolajfogyasztása 220 g/kWh, tömeg/teljesítmény arány 5.29 kg/kW (3,90 kg/LE), a hengerűrtartalomra eső teljesítményviszony 13,46 kW/dm3 (18,28 LE/dm3).

A D914-es motorok robusztus kivitelűek, és a világ minden részén, akár magas kéntartalmú gázolajjal is üzemeltethetők. A motorok nagy hidegben is könnyen indíthatók; sima járásúk, és zajszintjük alacsony. A nagy megbízhatóságú motorok tartósak, és alacsony hajtóanyag-fogyasztásúak.

9. ábra. Deutz TCD 5.0 típusjelzésű dízelmotor

Deutz TCD 5.0 dízelmotor

A Bauma kiállításon 2016. április 11-17. között Németországban – Münchenben – a Deutz AG. a közeljövő új motortípusait mutatta be, köztük a több technikai újdonsággal rendelkező TCD 5.0 jelzésű dízelmotort (9. ábra). A TCD 5.0 folyadékhűtésű dízelmotor a „downsizing” jegyében készült, 5 literes lökettérfogatú, 4 hengeres, soros hengerelrendezésű, turbófeltöltős. A motor igen kis tömegű és fizikai mérete kisebb, mint a 4,1 literes TCD 4.1-esé. Ez az új, gazdaságos dízelmotor a 4,1 literes TCD 4.1 L4 és a 6,1 literes TTCD 6.1 L6 motorok közötti teljesítményrést tölti majd be a maga 100-150 kW motorteljesítményével, amelyet alacsony, 1700 1/min fordulatszámon szolgáltat A motor teljesítményét a mindenre kiterjedő üzemeltetési vizsgálatok eredményei alapján később emelni kívánják.

A TCD 5.0 motor érdekessége a felülvezérelt és felülszelepelt hengerfej-kialakítás, amely lehetőséget biztosít a változtatható szelepvezérlés megvalósítására. A motor egy turbófeltöltővel és intercooler levegő-visszahűtővel, valamint fejlett termo-menedzsmenttel és vezérlő elektronikával rendelkezik. A hűtöttkipufogógáz-visszavezetéssel és a DOC, DPF, SCR kipufogógáz-utókezelőrendszerrel a motor teljesíti a Stage V tervezett emissziós előírásait.

A mezőgazdaság számára készített korszerű, alacsony hajtóanyag fogyasztású Deutz dízelmotorok felhasználási területe igen széles és egyre bővül.

Felhasznált források:
www.deutz.com (Products)
http://deutz-stagev.com/files/content/documents/SegmBr_Land_EN_2015_web.pdf http://www.dpspower.be/Data_sheet_TCD_5_0.pdf

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