Silniki CNG (1): Cummins Westport

Paliwa gazowe w Polsce

Jeszcze kilka lat temu o autobusach z napędami alternatywnymi w Polsce mało kto słyszał i informacje o nich pojawiały się przy okazji relacji z zagranicznych wystaw i prezentacji. Zastosowanie ich w kraju wydawało się nierealne, a podejmowanym pierwszym próbom z autobusami o napędzie gazowym przyglądano się z zaciekawieniem. Sytuacja zaczęła zmieniać się, kiedy w Rzeszowie pojawiły się pierwsze nowe autobusy niskopodłogowe zasilane sprężonym gazem ziemnym. To okazało się precedensem dla powstania nowego segmentu rynkowego w Polsce – stolica Podkarpacia zamawia kolejne pojazdy napędzane CNG, a do ich zakupu przymierza się także kilka innych polskich miast, w tym takie metropolie, jak Łódź, Kraków czy Warszawa. Rosnące zainteresowanie autobusami z napędem gazowym spowodowało, że postanowiliśmy przyjrzeć się ofercie poszczególnych dostawców silników autobusowych w tym zakresie. Obecnie w Polsce najpopularniejsze są silniki gazowe polskich producentów (Mielec, Andoria) oraz firmy MAN. Należy się jednak spodziewać, że wraz ze wzrostem popytu na autobusy zasilane paliwami gazowymi, także inni producenci zechcą wejść na nasz rynek, o czym m.in. świadczą chociażby zapowiedzi czeskiej firmy Tedom czy Cummins Polska. Nasz cykl poświęcony silnikom z zasilaniem gazowym rozpoczynamy alfabetycznie od jednostek produkowanych przez amerykańską firmę Cummins, która rozpoczęła produkcję napędów alternatywnych w 1990 r., a od 2001 r. współpracuje w tym zakresie z firmą Westport.

Współpraca firm Cummins i Westport

Cummins Westport Inc. jest spółką joint-venture, w której obie strony (Cummins i Westport Innovations) mają po 50% udziałów. Powstała w marcu 2001 r. firma z siedzibą w Vancouver w Kanadzie, ma za zadanie opracowywać i sprzedawać na całym świecie silniki zasilane paliwami alternatywnymi. Firma odpowiada za rozwój dotychczasowych rodzin tego typu silników produkowanych przez Cummins, jak i prace nad nowymi jednostkami, przygotowywanymi do produkcji przez Cumminsa. Jako ciekawostkę należy wymienić fakt, że Westport wspópracuje obecnie także z MANem przy opracowywaniu nowej technologii wtrysku HPDI dla silników gazowych niemieckiego producenta.

Zarys oferty silników gazowych Cummins Westport

Obecnie Cummins Westport oferuje trzy rodziny silników przystosowanych do spalania gazu ziemnego, korzystających z układu LBSI (zapłon iskrowy zubożonej mieszanki) o mocy do 320 KM oraz jeden silnik zasilany LPG z układem LBSI o mocy 195 KM. Wszystkie jednostki są produkowane w zakładach Cummins w Rocky Mount w Karolinie Północnej. Dzięki wyposażeniu w katalizator (opcja), układ wtrysku ubogiej mieszanki oraz zastosowaniu zaawansowanej elektroniki sterującej (wprowadzane w nowej generacji silników gazowych „Gas Plus”), jednostki te spełniają najsurowsze amerykańskie normy ekologiczne EPA 2004, a także bardziej restrykcyjne standardy kalifornijskie (CARB) i normy Euro 3. Silniki te są także przygotowane także do spełnienia przyszłych norm, które wejdą w życie w USA i w Europie w 2007 i 2010 r. Na aktualną ofertę firmy składają się przystosowane do zasilania gazowego serie silników B, C i L.

Silniki serii C Gas Plus

Najpopularniejszą jednostką jest Cummins Westport C Gas Plus, modyfikacja znanego także w Polsce silnika serii C. Ten 6-cylindrowy silnik o pojemności 8,3 litra napędzany jest sprężonym gazem ziemnym i osiąga maksymalną moc 280 KM. Od wprowadzenia tej jednostki na rynek w czerwcu 2001 r., wyprodukowano ponad 1 500 egzemplarzy, zamontowanych w pojazdach jeżdżących po ulicach takich miast, jak Boston, Waszyngton DC, Atlanta, Phoenix, San Diego czy Los Angeles.

Silniki serii B Gas Plus

Drugą jednostką z zasilaniem CNG jest mniejszy, 5,9-litrowy silnik B Gas Plus, będący rozwinięciem serii B5,9G, który pracuje w ponad 2000 autobusów obsługujących komunikację miejską w Pekinie. Jednostka zbudowana została na bazie klasycznego silnika serii B i podstawowe komponenty, takie jak blok silnika czy wał korbowy, są wspólne z silnikiem Diesla Cummins B, co obniża koszty produkcji i ułatwia ewentualne naprawy. Jednostka osiąga maksymalną moc do 230 KM i jest wyposażona w bardzo nowoczesną elektronikę sterującą. Ceniony za niezawodność, silnik B Gas Plus świetnie nadaje się do zastosowania w autobusach na liniach dowozowych oraz do ciężarówek średniej ładowności. Obecnie trwają prace nad zmodyfikowaną serią BGI (B Gas International), opracowywaną z myślą o takich rynkach, jak Indie czy Chiny, gdzie coraz szybciej rośnie zainteresowanie tanimi i niezawodnymi silnikami napędzanymi gazem ziemnym. Seria ta będzie dostępne w kilku wariantach mocy od 150 do 230 KM.

Silniki serii L Gas Plus

Najnowszym opracowaniem jest silnik L Gas Plus, bazujący na standardowej jednostce typu L. 6-cylindrowa, 8,9-litrowa jednostka osiąga moc 320 KM i jest napędzana sprężonym gazem ziemnym. Silniki tego typu znajdą się w 200 autobusach przegubowych, zamówionych przez Los Angeles w lipcu 2003 r. Oprócz technologii „Plus”, silniki te korzystają z turbosprężarki o zmiennej geometrii, co zapewnia im bardzo korzystny przebieg momentu obrotowego. Dzięki temu, silniki serii L Gas Plus idealnie nadają się do zastosowań w ciężkich pojazdach komunalnych, wywrotkach czy autobusach miejskich o dużej pojemności. Ponadto, dzięki zastosowanym nowoczesnym rozwiązaniom (m.in. elektroniczny układ ECM koordynujący pracę układu paliwowego, czujników silnika i układu wtryskowego), silnik ten spełnia już normy czystości spalin EPA 2005, a przy opcyjnym wyposażeniu w katalizator – także zaostrzone standardy CARB dla emisji tlenków azotu, węglowodorów i cząstek stałych oraz najsurowsze europejskie normy EEV i Euro 5. Co ciekawe, wszystkie silniki Cummins Westport przystosowane do spalania sprężonego gazu ziemnego (CNG) mogą także być zasilane skroplonym gazem ziemnym (LNG).

Silnik B LPG Plus

W ofercie Cummins-Westport jest ponadto jednostka zasilana płynnym gazem propan-butan (LPG). Jest to bazujący na najpopularniejszej serii B silnik B LPG Plus o 6 cylindrach i pojemności skokowej 5,9 litra. Moc maksymalna takiego silnika wynosi 195 KM. Jest to – wprowadzone w maju 2003 r. – rozwinięcie silnika poprzedniej generacji B LPG, wyposażone m.in. w nową elektronikę sterującą. W 2004 r. 20 sztuk autobusów wyposażonych w te jednostki zamówił Międzynarodowy Port Lotniczy Ontario.

[5] Silnik Cummins Westport serii L – najnowszy owoc współpracy obu firm. Dzięki wyposażeniu w układ ECM oraz katalizator (w opcji), jednostka może spełnić nawet normy EEV.

Podsumowanie

Jak więc widać, w ostatnich latach oferta Cummins Westport w zakresie silników zasilanych paliwami alternatywnymi bardzo się rozrosła i należy chyba do najszerszych na rynku. Oferowane są zarówno jednostki mniejsze, 5,9-litrowe, jak i większe, 8,3- czy 8,9-litrowe, w zakresie mocy od 195 do 320 KM. Cummins może zaoferować klientowi zarówno silniki zasilane sprężonym gazem ziemnym (CNG), skroplonym gazem ziemnym (LNG), jak i płynnym gazem propan-butan (LPG). Jednak – jak pokazuje doświadczenie – to pierwsze zyskuje sobie największą popularność wśród paliw gazowych. Podstawowym problemem tych paliw jest relatywnie nieduży zasięg pojazdów nimi napędzanych, stąd w większości trafiają one do autobusów miejskich i pojazdów komunalnych. Natomiast ich główne zalety w stosunku do silników Diesla to mniejszy hałas i znacznie niższa emisja niektórych szkodliwych związków (zwłaszcza cząstek stałych). Cummins i Westport pracują nad tym, aby jeszcze poprawić te parametry, czego owocem jest np. nowy silnik serii L, który już dziś spełnia najsurowsze europejskie normy EEV.

Tabela 1: Oferowane wersje silnika Cummins Wesport C Gas Plus

Tabela 2: Oferowane wersje silnika Cummins Wesport B Gas Plus

Tabela 3: Oferowane wersje silnika Cummins Wesport L Gas Plus

Tabela 4: Oferowane wersje silnika Cummins Wesport B LPG Plus