Silniki przyjazne dla środowiska
Zanieczyszczenia morskie stanowią duże wyzwanie dla ekosystemów oceanicznych, jak i dla zasobów rybnych, od których zależne są społeczności rybackie. Jednym z większych źródeł zanieczyszczeń jest żegluga morska, a zwłaszcza napędzające 99% światowej floty silniki Diesla. W ramach projektu HERCULES-B (Higher-efficiency engine with ultra-low emissions for ships) opracowano przeznaczone dla statków silniki Diesla charakteryzujące się o 10% niższym spalaniem i bardzo niskim poziomem emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych. Inicjatywa HERCULES-B, która była drugą częścią poprzedzającego ją projektu, również finansowanego z funduszy unijnych, opierała się na współpracy z dwoma europejskimi producentami silników posiadającymi razem 90% udziałów na globalnym rynku. Partnerzy projektu przeprowadzili szereg testów pokładowych z wykorzystaniem dwustopniowego turbodoładowania silników dwu- i czterosuwowych. Innowacyjna, dwustopniowa technologia zwiększyła ciśnienie doładowania i wydajność turbosprężarki w porównaniu z turbosprężarką jednostopniową. Wyższe ciśnienie i wydajność przyczyniły się do zwiększenia gęstości mocy silnika oraz ograniczenia emisji tlenków azotu nawet o 50%. Do najważniejszych osiągnięć projektu zaliczyć można również przezroczyste osłony cylindrów w silnikach dwu- i czterosuwowych opracowane w celu umożliwienia doświadczalnej analizy spalania. Wyposażona w rozmaite urządzenia pomiarowe konstrukcja pozwoliła partnerom projektu poddać analizie proces rozpylania paliwa, przepływ gazów, palność i proces spalania wewnątrz cylindrów. Tarcie pomiędzy pierścieniami tłokowymi a tulejami cylindrowymi stanowi główne źródło mocy w dwusuwowych, okrętowych silnikach Diesla. Badacze stworzyli platformę testową do pomiaru tarcia, aby precyzyjnie określić straty tarcia oraz odporność pierścieni tłokowych i materiałów, z których wykonano tuleje cylindrowe, na zużycie. W oparciu o wyniki badań zaprojektowano nowe pierścienie tłokowe i łożyska prowadników w obrębie cylindrów, które pozwoliły nie tylko zmniejszyć tarcie o ponad 25%, lecz także zwiększyć odporność komponentów na zużycie. Reasumując, naukowcy biorący udział w inicjatywie HERCULES-B opracowali prototypy okrętowych silników Diesla, które ograniczają emisję zanieczyszczeń gazowych i pyłowych, jednocześnie cechując się wyższą wydajnością i niezawodnością dzięki zmniejszeniu zużycia paliwa, emisji dwutlenku węgla i kosztów wynikających z cyklu życia produktu. Technologie silnikowe opracowane w ramach projektu HERCULES-B stanowią ważny krok w kierunku silników nowej generacji, które zwiększą przemysłową konkurencyjność Europy.
Słowa kluczowe
Silnik Diesla, żegluga morska, HERCULES-B, dwustopniowe turbodoładowanie, silnik czterosuwowy
