Motorer til maskiner
Teemu Hautamäki (til venstre) og Pekka Karjalainen
John Deere Forestry har et tett samarbeid med motorfabrikkene til John Deere, noe som har resultert i den beste skogsmaskinmotoren på markedet.
John Deere har en markant fordel sammenlignet med andre produsenter av skogsmaskiner: en egen motorfabrikk. Tett samarbeid gir fremragende muligheter til å optimalisere motoren konkret for skogsmaskiner. Det tas hensyn til kravene til en skogsmaskinmotor allerede under designfasen, og det foreligger inget behov for å inngå kompromisser med hensyn til ytelsen.
JDPS (John Deere Power Systems) produserer motorer til mer enn 700 utstyrsprodusenter over hele verden til jordforflytning, maritime, landbruks- og skogsmaskiner, kompressorer, generatorer, irrigasjonspumper og naturgassdrevne kjøretøyer. John Deere har designet og produsert over 5 millioner dieselmotorer siden 1949. Skogsmaskiner stiller de høyeste kravene til motorytelse. Belastningen veksler veldig raskt hos en skogsmaskin og motoren må fungere sømløst med en rekke andre systemer og komponenter, som drivlinje, bom og finsnitterhode.
Samarbeidet mellom John Deere Forestry og Power Systems starter med spesifikasjoner av motorkrav – for eksempel best mulig ytelse og drivstofføkonomi uansett turtallsområde. "Kravene til en skogsmaskin er svært utfordrende. Våre ingeniører innen kalibrering må oppnå den beste drivstofføkonomien, uten at det går på bekostning av transienttilstanden. Takket være samarbeidet vårt forstår vi nå bedre hvordan maskinene fungerer. Basert på denne kunnskapen har vi utviklet en strategi for kalibreringen som er unik for skogsmaskiner, og som benyttes på alle motorplattformer for John Deere Forestry i dag – fra 4,5 til 9-liters motorer. Dessuten har vi forbedret våre testmetoder for transienttilstand, noe vi også drar nytte av ved andre kalibreringer," forklarer Stefanie Dieringer, JDPS, ytelse- og kalibreringsavdelingen.
Fra designbord til testing
Utviklingen av en ny motor er en prosess som ofte tar flere år. Fastleggelse av målsetningene etterfølges av en designfase, og deretter av omhyggelig langvarig testing av komponenter og systemer. For eksempel startet utviklingen av motorene Stage IIIb/Interim Tier 4 med de første maskinkonseptene allerede i 2008, med planlagt lansering av serieproduksjon fra 2013.
Motorprototyper planlegges i henhold til prosjektets timeplan for nye maskinmodeller, og John Deere Forestry fortsetter den egne testingen både i laboratoriet såvel som under faktiske driftsforhold. John Deere har to termodynamiske testanlegg for standardiserte testforhold, hvor temperaturen kan holdes stabil ved å fjerne varme som motoren produserer. Testanlegget, som befinner seg i Tampere, gjør det mulig å utføre omfattende testing, for å sikre at man oppnår ytelseskravene som settes for motoren i prosjektets startfase. Den avsluttende testingen foretas i skogen.
Teemu Hautamäki har ledet teamet som står for motortestingen i fem år. Pekka Karjalainen, sjefsingeniør for design er ansvarlig for å implementere motormålsetningene som John Deere Forestry stiller til motorfabrikken’s avdeling for produktutvikling. "Det finner sted en kontinuerlig informasjonsflyt mellom motorfabrikken og de ansvarlige for produktutvikling av skogsmaskinen. Dette samarbeidet gjør det mulig å identifisere problemer og funksjonsfeil lenge før produktlanseringen. JDPS’s tester av ytelse og drivstofforbruk gir gode data allerede i startfasen for motorprosjektet. Og dersom påkrevd blir motorstyringen samtidig finjustert og testet, noe som til syvende og sist gir en funksjonspakke hvor alle systemer fungerer godt sammen," oppsummerer Teemu Hautamäki.
Samarbeidet sikrer premium-kvalitet
Stage IV/FT4-motorene til John Deere opprettholder et høyt moment selv ved få o/min, motoren har et lavt støynivå og ytelsen økes samtidig som drivstofforbruket reduseres – hos store finsnittermodeller, f.eks. med så mye som 10 prosent sammenlignet med Stage IIIb/IT4. Det å oppfylle utslippskravene til Stage IV/FT4 forutsetter implementering av selektiv katalytisk reduksjon (SCR) og et ureasystem, i tillegg til diesel-oksidasjonskatalysatoren (DOC) og dieselpartikkelfilteret (DPF) som allerede er i bruk. Alle påkrevde komponenter er plassert på innsiden av maskinstrukturene, slik at de ikke hemmer sikten eller svekker arbeidsytelsen. Det settes imidlertid allerede nye fremtidige mål. Det neste utslippsnivået for motorer med 130 kW-560 kW, Stage V, trer i kraft i 2019. Kundene til John Deere kan sove trygt med vissheten om at teknologi som oppfyller fremtidige krav allerede er på plass hos motorfabrikken til John Deere.
De første reguleringene av nye dieselmotorer over 37 kW (50 hk) for terreng startet i 1996 da John Deere lanserte PowerTech™, en ny type motorer som oppfylte utslippskravene til Tier 1/Stage I. Siden den gang har man fulgt utviklingen med strengere reguleringer for hvert Tier og Stage.
TEKST & BILD: TERO IKÄHEIMONEN, In The Forest 1/2017