EATON újdonságok – 1. rész

Az Eaton a kereskedelmi hidrogénüzemű járművekhez készült innovatív megoldások sorát mutatja be az IAA Transportation 2024 kiállításon Hannoverben, Németországban ebben a hónapban. Mivel a felhozatal jelentős, mi is szemezgetünk belőlük. Lássuk!

Feltöltés

Elsőként az Eaton TVS (Twin VorticesSeries) technológiáját mutatják be, amely egy fejlett mechanikus (csavarkompresszor) technológia, amely két szinkronizált, egymással ellenkező irányba forgó spirálrotort alkalmaz a levegő nagyobb hatékonyságú sűrítésére, ezáltal növelve a motor teljesítményét. A TVS szuperfeltöltők jobb hatékonyságot, simább teljesítményt és gyorsabb reakcióidőt biztosítanak a hagyományos szuperfeltöltőkhöz képest. Az Eaton TVS új lehetőségeket nyit meg a precíziós légáramlást igénylő termékek számára. A forgó spirálrotorokat már nem csupán egy feltöltő eszközként alkalmazzák, amely növeli a lóerőt és a forgatónyomatékot, hanem egy olyan eszközként fejlődik tovább, amely számos iparágban széles körben használható. Nincs meghatározott formula vagy szegmens, ahol egy feltöltőt használnak, hiszen az Eaton TVS technológia megtalálható a vízijárműveken (pl. jet-skik), amelyek kis motorral nagy teljesítménysűrűséget igényelnek, de akár egy V8-as motorral rendelkező teljesítményjárműben is alkalmazható.

A TVS technológia fontos szerepet játszik az új, fejlett égési megoldások lehetővé tételében, mivel gyorsan, pontosan szabályozott légáramlást szolgáltat, amely nem függ a kipufogógázok energiájától, mint a mai piacon található mainstream turbófeltöltő megoldások. A hidrogén tüzelőanyagcellák, amelyeket korábban a jövő technológiájának tartottak, már ma is elérhetők és az Eaton TVS technológia képes ennek kiszolgálására: a levegő sűrítésére és annak pumpálására az tüzelőanyagcella rétegeibe, lehetővé téve a kémiai reakciót, amely az elektromosságot generálja a rendszerben. Ha hidrogént áramoltat a köteg bemenetéhez, meghosszabbítja a rendszer élettartamát az anódtisztítás, a vízkezelés és a hidegindítási problémák csökkentése révén. A TVS emellett kulcsszerepet játszik ipari biztonsági alkalmazásokban, például a motortér nyomásnövelésében, hogy megakadályozza a törmelék és a részecskék bejutását.


Szelepinnováció

A hidrogén tüzelőanyagos belső égésű motorok égésterének hőmérséklete magasabb a dízelmotorokhoz képest, így kopogásveszélyesek. Az Eaton innovatív üreges szelepek formájában kínál megoldást a hőmérséklet csökkentésére és a motor kopogásveszélyének kiküszöbölésére.

eaton-next-gen-hollow-valve-h2-ICE

Az Eaton szelepinnovációi, köztük az üreges fejű szelepek és a Crutonite™ anyag, fontos szerepet játszanak a hidrogén belső égésű motorokban (H2 ICE), amelyek különösen nagy kihívásokkal néznek szembe a magas égéstér-hőmérséklet és a hidrogén égése során fellépő extrém körülmények, például a felületi öngyulladás és a kopás miatt. Az Eaton szabadalmaztatott Crutonite anyaga kifejezetten ezekre a problémákra kínál megoldást, mivel képes ellenállni a hidrogén égésének, csökkentve az anyag ridegségének és kopásának kockázatát. Emellett az üreges szelep konstrukció hatékonyabb hőelvezetést tesz lehetővé, ezáltal csökkentve az üzemi hőmérsékletet a szelepen belül, ezzel csökkenti a motor kopogásának kockázatát és növeli a hatékonyságot a hidrogén tüzelőanyagos belső égésű motor alkalmazásokban. A megnövekedett teljesítménysűrűséghez szükséges nagy szilárdságú, hőmérsékletálló szelepek fejlesztése nagy kihívás. A kihívást fejlett anyagtechnológiákkal, például speciális szelepülék- és szárbevonatokkal, valamint csökkentett tömegű, üreges szelepgeometriák alkalmazásával oldják meg, amelyek optimalizált hőelvezetést és belső hűtési kapacitást biztosítanak. A kopásállóságot olyan anyagok biztosítják, mint a martenzites, ausztenites és nikkel alapú ötvözetek, amelyek hőmérséklet- és oxidációállóságot nyújtanak. A Crutonite™ különösen hatékony a szelepülékek kopásállóságának növelésében, míg a vas-, nikkel- és kobalt felületi anyagok javítják a kopásállóságot magas hőmérsékletű és nagy teljesítményű alkalmazásokban. A szárak bevonatai optimális kopásállóságot biztosítanak, míg a hőzáró és kopásálló PVD bevonatok csökkentik a hőátadást, ezáltal minimalizálják a gázentalpia-veszteséget*. A PVD bevonatok alacsony súrlódási együtthatója és sima felületi topográfiája javítja a gázdinamikát, elősegítve a turbulenciamentes áramlást, miközben gátolja a szénlerakódások kialakulását, ami hozzájárul a motor hatékonyságának és teljesítményének növeléséhez.

*A gázentalpia-veszteség a motorban zajló hőenergia-átadás során bekövetkező hőmérséklet- és nyomáscsökkenésre utal, amely a gázok mozgásával és expanziójával jár. Az entalpia a gázban lévő hőenergia mennyiségét jelenti, amely a nyomás, a hőmérséklet és a térfogat függvénye. Amikor a motor működik, a hengerben vagy a kipufogórendszerben lévő forró gázok hőt veszítenek a környező felületek (például a szelepek vagy a kipufogócsatornák) felé, ezáltal csökken az entalpiájuk. Ez a veszteség negatívan befolyásolja a motor hatékonyságát, mivel kevesebb energia marad a gázokban a munka végzésére (például az expanzióra vagy a kipufogórendszer nyomásának fenntartására). A hőzáró bevonatok és egyéb technológiák, mint a PVD bevonat, segítenek minimalizálni ezt a hőveszteséget, javítva ezzel a motor teljesítményét és hatékonyságát.(a Szerk.)

Az Eaton üreges nátriumhűtéses kipufogószelepei csökkentik a tömeget és növelik a megbízhatóságot, különösen nagy fajlagos teljesítményű, downsized motoroknál. Az Eaton szabadalmaztatott Crutonite anyaga, a PACE-díjas EMS 200 ötvözet, magas hőmérsékletű kipufogószelepeknél használatos és alacsonyabb nikkeltartalma révén csökkenti a piaci áringadozások hatását, így költséghatékonyabb megoldást kínál a hidrogén tüzelőanyagos belső égésű motorok kihívásaira.

Ezeket a szelepeket az Eaton az IAA Transportation rendezvényen is bemutatja.

Folytatjuk!


Forrás: automotivepowertraintechnologyinternational.com, Eaton
Ajánlott irodalom: Autótechnika, Nyomatékot, de gyorsan, 2013/10. szám