Þrátt fyrir að hafa verið þróuð stöðugt á síðustu öld til að verða mjög sparneytinn aflbúnaður, er dísilvélinni nú ógnað sem aldrei fyrr. Svo 'hver er framtíð dísilvélarinnar?' var þema spurninga sem Dr. Staffan Lundgren, yfirtækniráðgjafi fyrir Powertrain hjá Volvo Group, spurði.
Af hverju hefur dísilolía verið svona vinsæll aflgjafi?
Dreifingarbrennslan – þar sem brennslan er einbeitt í kringum kveikjuna og súrefni dreift um brunasvæðið – er mjög hagkvæmur. Það hefur lágmarks orkutap á veggi vélarinnar vegna geislunar eða convection - mun minna en bensínvél. Grunndísilvélin er mjög sterk og þolir mjög háan þrýsting.
Hversu skilvirkt er það?
Það hafa orðið miklar framfarir – stökk úr um 35% skilvirkni á níunda áratugnum í 50% skilvirkni í dag. Það þýðir að helmingur eldsneytisins er nú settur í gagnlega vélavinnu. Til viðmiðunar - bensínvél er um 35% skilvirk. Þessi ávinningur hefur komið frá háþrýstings common rail eldsneytisinnsprautunarkerfum, túrbóhleðslu og innleiðingu á tölvuafli til að stjórna nákvæmlega brunanum og eftirmeðferðarstjórnunarkerfum.
Er eftirspurn nr.1 viðskiptavina að auka eldsneytisnýtingu?
Já, góð eldsneytisnýting er mikilvægasti þátturinn, en viðskiptavinir krefjast einnig góðs vélarafls og endingar. Þá verður að
vera endingargóð og uppfylla kröfur um losun – og þær eru stundum í samkeppni hver við annan.
Eru vélar líka að verða öflugri?
Það er upp á við - viðskiptavinir flytja stærri farm og það krefst meiri krafts. Stærsta framleiðsla Volvo Group er nú 1,000 hö. En miðað við fólksbíla eru allar þungavinnuvélar enn (tiltölulega) vanmáttur.
Dísilvélin er sökuð um að vera umhverfisvæn. Getur það hreinsað til sín?
Það er mögulegt að gera dísilvélar mjög hreinar og það er eitthvað sem stóriðnaðurinn hefur náð meiri framförum í en léttvinnugeirinn. Hluti af ástæðunni fyrir þessu er að skilvirkni sem viðskiptavinir í þungavinnugeiranum krefjast er mun meiri.
Hversu erfitt hefur verið að auka skilvirkni á sama tíma og draga úr losun?
Það hefur verið áskorun að betrumbæta hitaaflfræðilega ferlið til að jafna álaginu af því að hafa bætt við SCR eftirmeðferðarkerfinu. En nú erum við aftur á leiðinni til að auka skilvirkni skref fyrir skref.
Hversu mikið lengra er hægt að ganga - engin losun?
Það fer eftir því hvað þú átt við með losun. Ef þú knýr vélina áfram með eldsneyti sem hefur ekkert kolefni og tengir það með skilvirku brunaferli sem skapar ekkert sót, þá er engin losun möguleg. Við höfum verið að vinna í því að nota metan og DME (dímetýleter) sem hreinan valkost við dísilolíu. Þetta er ekki ný hugmynd, árið 1900 var dísilvélin keyrð á jarðhnetuolíu með góðum árangri. Vandamálið er ekki tæknin til að láta hreint eldsneyti virka, heldur frekar aðgengi þess. En ef hægt er að leysa framboðsmál endurnýjanlegs eldsneytis, þá er mögulegt fyrir dísilvélar að ganga 100% CO2 lausar.
Hefur hreint eldsneyti ekki líka sínar eigin umhverfisáskoranir?
Lífeldsneytisframleiðsla á ekki að keppa við matvælaframleiðslu – en það er annað eldsneyti þar sem þetta er ekki vandamál. Rafeldsneyti (E-eldsneyti) notar sólarorku eða vindorku til að „brjóta“ vatn og sameina það CO2 úr metani – og þetta eldsneyti hefur nokkuð mikla nýtni – allt að 80% fullyrt. Þetta gæti verið áhugaverð viðbót við rafvæðingu.
Hvernig hefur mismunandi eldsneyti áhrif á brunann?
Frá sjónarhóli hagkvæmni er vélinni alveg sama hvort eldsneytissameindin kemur frá steingervingu eða endurnýjanlegri uppsprettu. Þannig að með fjárfestingu í réttri tegund af endurnýjanlegu eldsneyti ætti umskipti yfir í endurnýjanlegt eldsneyti að vera einfalt.
Svo hvernig lækkum við eldsneytisnotkun enn frekar?
Næsta stóra skrefið í því að auka skilvirkni vélarinnar/lækka eldsneytisnotkun er sambland hennar við rafhreyfanleika. Eftirspurn eftir vélum í framtíðinni verður ekki eins fjölbreytt og hún er í dag. Það er munur á því hversu duglegur vél er á „sætur stað“ og hversu duglegur á öllu raunverulegu rekstrarsviði. Samstarfsvélar með rafmótorum, eins og í samhliða tvinnbílum, gerir vélinni kleift að keyra á skilvirkasta stigi. Án efa mun rafvæðing verða hluti af framtíðar driflínulausninni.
Getur önnur tækni hjálpað til við að lækka eldsneytisreikninga?
Dæmi eru stöðva/ræsa tækni og 48V rafkerfi sem knýja aukabúnað rafrænt, frekar en vélrænt. Þetta gæti allt haft framtíðarnotkun í þungum notkunum, þegar styrkleiki þeirra hefur verið sannaður. En önnur mikilvæg uppspretta meiri skilvirkni er varmabati. Þetta er ekki auðvelt verkefni fyrir þungar vélar, þar sem þær keyra tiltölulega kalda útblástur, en það er enn von til að ná því og gera það hagkvæmt í atvinnuskyni.
Hver er hámarksafköst sem vél getur náð?
Dísilvélin hefur fræðilega kerfisnýtni á bilinu 55-60%. Til viðmiðunar þá starfa bestu rafstöðvarnar með 50-55% nýtni og eldsneytisfrumur eru líka um 50%+ skilvirkar – þannig að dísilvélar geta verið ótrúlega skilvirkar. Þetta, bætt við þá staðreynd að vélar sem vinna með rafvæðingu munu oft hafa minni aflþörf, þýðir að eldsneytisnotkun mun minnka í framtíðinni.
Hversu lengi getur dísilvélin lifað af?
Dísilbrennsluvélin er áfram mjög hagkvæm lausn til að búa til vélræna orku. Sem sagt, löggjöf, sérstaklega í Evrópu, er að ýta verulega undir rafvæðingu og það getur haft bein áhrif á endingu brunavélarinnar. Okkar tilfinning er að notkun þess verði byggð á notkun og að það muni halda áfram í töluverðan tíma í langferðanotkun, svo sem hafskipum og langflutningabílum. En jafnvel hér mun líklega vera blanda af tækni í notkun.
Er dísel hluti af framtíðinni?
Dísilvélin – í breyttu formi – getur verið mjög hrein og skilvirk. Það spilar líka vel með rafvæðingu. Sem framleiðandi þurfum við að finna bestu lausnina, byggða á ákvörðunum sem samfélagið tekur. Hver sem þau eru, þá þurfum við að vera viðbúin.
