双燃料发动机有发展潜力
在露天年生产预算中,柴油和润滑油年费用大约占40%左右,而其中柴油费用占比重较大,很显然柴油费用很高。液化天然气的价格比柴油低得多,液化天然气是柴油的最佳替代品。据曾应用过大功率天然气发动机的人称,利用天然气燃油费用可节省30%~50%。但是天然气也有缺点:点火时要求温度较高。为解决这个问题,可用柴油点火引导天然气点火,这样就出现了开发研究双燃料发动机的课题。
卡特彼勒已和专门从事天然气发动机研究的Westport公司合作,签订了合作协议:共同开发双燃料大功率矿用发动机。双方将Westport的高压直喷技术和卡特彼勒矿用发动机技术相结合,开发天然气燃料系统。高压直喷技术是以专利喷嘴为基础,在高压下严格控制柴油数量和大量天然气进入燃烧室。天然气是在压缩行程末端喷入,先由少量柴油喷入气缸后,紧接着大量天然气喷入汽缸,柴油点火可作为先导火花引燃天然气燃烧。高压直喷技术可用天然气取代95%的柴油,保持功率不变,二氧化碳排放减少大约22%。这种发动机可100%使用柴油作业,不能100%使用天然气作业。卡特彼勒计划先开发研究用于卡特793,卡特795AC,卡特797这三种矿用汽车的双燃料发动机,预计5年内实现商业化。
康明斯也宣布为矿用汽车开发双燃料发动机计划,首先用QSK60型发动机作为第一台使用双燃料的发动机,然后使QSK系列全部应用双燃料。QSK60有两个类型:标准的和高山配置的。利用双燃料技术,可从根本上降低燃油消耗成本。康明斯将采用综合控制技术,根据作业条件,以最佳天然气替代比例无缝且自动在柴油和天然气模式之间解决,最大替代比例为70%。如果没有天然气,可100%利用柴油。
MTU也注意到了天然气在矿用汽车上的应用,但在这方面还有没具体行动。