Groupes moteurs à combustion interne à hydrogène et piles à hydrogène

A convoy of trucks on a highway leading through a green forest.

Les réglementations limitant les émissions de gaz à effet de serre (GES) des véhicules motorisés se resserrent partout dans le monde. Ainsi, les moteurs à hydrogène et les piles à hydrogène sont de plus en plus intéressés.

Étant donné que les camions de poids moyen et lourd sont une source importante d’émissions de CO2, le voyage du secteur des transports vers la destination zéro est doté des deux technologies.

Alors que de plus en plus de constructeurs de camions se joignent aux rangs des entreprises automobiles développant une solution de rechange sans CO2 ou neutre en CO2 aux véhicules à essence et au diesel, examinons les similitudes et les différences entre les moteurs à hydrogène et les piles à carburant.

 

Moteurs à hydrogène et piles à carburant : similitudes et différences dans leur fonctionnement ?

Les moteurs à combustion interne à hydrogène et les piles à hydrogène peuvent alimenter les véhicules à l’aide d’hydrogène, un carburant à zéro carbone.

Les moteurs à hydrogène brûlent de l’hydrogène dans un moteur à combustion interne, de la même façon que l’essence est utilisée dans un moteur. Les moteurs à combustion interne à hydrogène sont presque identiques aux moteurs à allumage par étincelles traditionnels. Vous pouvez en savoir plus sur le fonctionnement des moteurs à hydrogène si vous êtes intéressé.

Les véhicules à hydrogène à pile à carburant (FCEVs) génèrent de l’électricité à partir d’hydrogène dans un dispositif connu sous le nom de pile à carburant, et utilisent cette électricité dans un moteur électrique un peu comme un véhicule électrique.

 

Moteurs à hydrogène et piles à carburant : cas d’utilisation complémentaires

Les moteurs à hydrogène et les piles à hydrogène offrent des cas d’utilisation complémentaires.

Les moteurs à combustion interne ont tendance à être plus efficaces sous une charge élevée, c’est-à-dire quand ils travaillent plus fort. En revanche, les FCEVs sont les plus efficaces à faible charge. Vous pouvez en savoir plus sur les exemples de moteurs à hydrogène dans la mobilité et le transport. Celles-ci vont du camionnage lourd à la construction.

Ainsi, pour les camions lourds qui ont tendance à passer la plupart de leur temps à tirer la plus grande charge qu’ils peuvent tirer, les moteurs à combustion interne sont généralement le choix idéal et efficace. D’un autre côté, les véhicules qui fonctionnent fréquemment sans camions de remorquage de charge ou camions de bétonnière, par exemple, pourraient être plus efficaces avec une pile à carburant. Les véhicules électriques à piles à carburant peuvent également capter de l’énergie grâce au freinage régénératif dans les cycles d’utilisation très transitoires, ce qui améliore leur efficacité globale.

Les moteurs à hydrogène peuvent également fonctionner comme solutions de groupe motopropulseur autonomes et répondre à la demande de réponse transitoire sans avoir besoin d’une batterie. Les piles à carburant combinées à des packs de batteries peuvent également accomplir la même chose.

 

Moteurs à hydrogène et piles à carburant : similitudes en matière d’émissions

Les moteurs à hydrogène et les piles à hydrogène ont également des profils d’émissions similaires.

En fait, les FCEVs ne produisent aucune émission, sauf la vapeur d’eau. Il s’agit d’une caractéristique très attrayante pour les véhicules fonctionnant dans des espaces fermés ou des espaces avec une ventilation limitée.

Les moteurs à hydrogène libèrent des traces de CO2 presque nulles (de l’air ambiant et de l’huile de lubrification), mais peuvent produire des oxydes d’azote ou des NOx. Par conséquent, ils ne sont pas idéaux pour une utilisation à l’intérieur et nécessitent des traitements après-traitement des gaz d’échappement afin de réduire les émissions de NOx.

 

Moteurs à hydrogène et piles à carburant : considérations en carburant à hydrogène

Oui, les moteurs à hydrogène et les piles à carburant utilisent du carburant à hydrogène ; mais il y a plus à cette histoire.

Les moteurs à hydrogène sont souvent en mesure de fonctionner avec de l’hydrogène de qualité inférieure. Cela devient pratique pour des cas d’utilisation particuliers. Par exemple, vous pourriez avoir un site où l’hydrogène peut être produit sur place à l’aide de la reformation du méthane de vapeur et du captage et du stockage du carbone (CCS). Cet hydrogène peut alors être utilisé dans les moteurs à hydrogène sans avoir besoin de la hantisation.

La robustesse du moteur à hydrogène aux impuretés est également pratique pour une industrie des transports où la transition vers de l’hydrogène vert de haute qualité prendra du temps.

 

Moteurs à hydrogène et piles à carburant : degrés de maturité variables

Enfin, les moteurs à hydrogène et les technologies des piles à hydrogène ont différents niveaux de maturité.

Les moteurs à combustion interne sont utilisés par tous depuis des décennies et sont soutenus par de vastes réseaux de service. Les groupes moteurs robustes qui peuvent fonctionner dans des environnements poussiéreux ou qui peuvent être soumis à de fortes vibrations sont offerts de toutes les tailles et de toutes les configurations.

Du point de vue des fabricants de véhicules et des opérateurs de parcs, le passage aux transmissions de moteurs à hydrogène implique des pièces et une technologie familières. Les utilisateurs finaux à risque-aversion trouveront du réconfort dans la nature fiable et testée des moteurs à combustion interne.

Il n’est donc pas vraiment le cas que les FCEVs et les ICEs à hydrogène soient en compétition les uns avec les autres. Au contraire, le développement de l’un soutient celui de l’autre, puisque les deux conduisent au développement d’une infrastructure commune de production, de transport et de distribution d’hydrogène. Les deux impliquent également les mêmes réservoirs de stockage de véhicule. Ce sont des technologies complémentaires qui font partie de la réduction des émissions des véhicules et du transport vers la destination zéro, maintenant.
 

 


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Jim Nebergall

Jim Nebergall

Jim Nebergall est directeur général du secteur des moteurs à hydrogène de Cummins Inc. et dirige les efforts mondiaux de l’entreprise en matière de commercialisation de moteurs à combustion interne alimentés à l’hydrogène. Les moteurs à combustion interne à hydrogène sont une technologie importante dans la voie accéléré de la décarbonisation de l’entreprise.

Jim s’est joint à Cummins en 2002 et a occupé de nombreux rôles de direction à l’échelle de l’entreprise. Plus récemment, il a été directeur de la stratégie et de la gestion des produits pour le secteur des moteurs sur route nord-américain. Jim est passionné par l’innovation et a consacré sa carrière de Cummins à l’avancement de la technologie qui améliore l’environnement. Il a repoussé les limites de l’innovation axée sur le client pour positionner Cummins en tant que fournisseur de choix pour groupes motopropulseurs, gérant un portefeuille allant du diesel de pointe au gaz naturel aux groupes motopropulseurs hybrides.

Jim est diplômé de la Purdue University avec un baccalauréat en ingénierie électrique et informatique. En 2007, il a obtenu une maîtrise en administration des affaires de l’Indiana University.

Cummins Turbo Technologies se prépare à lancer la 8e génération de turbocompresseur de suralimentation à géométrie variable Holset de série 400

8th generation HE400VGT

À mesure que les réglementations en matière d’émissions sont de plus en plus strictes, Cummins Turbo Technologies (CTT) s’engage à aider les clients à réduire leurs émissions et à faire progresser l’économie de carburant grâce à de nouvelles technologies novatrices de traitement de l’air.

La CTT et Holset, qui se sont bâties sur 70 années d’innovation et de fiabilité, ont mis en marché un grand éventail de technologies de traitement de l’air les plus avancées de l’industrie. En 2021, la CTT a lancé le turbocompresseur de suralimentation à géométrie variable (VGT) de la 7e génération de la série 400 afin d’aider les fabricants de moteurs à respecter les normes d’émissions futures et à offrir la meilleure économie de carburant de leur catégorie. Chez Cummins, l’innovation ne s’arrête jamais lorsque nous continuons de faire progresser nos technologies actuelles, tout en en développant de nouvelles. CTT se prépare maintenant à présenter la 8e génération HE400VGT avec cette philosophie en tête. Il est spécialement conçu pour avoir des performances, une fiabilité et une durabilité exceptionnelles pour le marché des camions lourds de 10 à 15 L.

La CTT a apporté des améliorations significatives aux performances du turbocompresseur de suralimentation avec sa dernière génération de produits. Le turbocompresseur de suralimentation de la 8e génération aura une efficacité améliorée de 5 pour cent par rapport au turbocompresseur de suralimentation de la 7e génération précédent.

En plus d’offrir une efficacité améliorée du turbocompresseur de suralimentation, ce qui aide les clients à réduire leurs moteurs, le HE400VGT aura une meilleure réponse transitoire, une meilleure robustesse des fuites d’huile côté compresseur et un approvisionnement double sur les composants clés pour une flexibilité de la chaîne d’approvisionnement.

Les faits saillants clés du Holset HE400VGT comprennent un nouveau système de roulement et des dégagements presque nuls pour améliorer la performance et la réponse transitoire. Ces améliorations sont obtenues en resserlant les dégagements sur l’étape du compresseur, en abaissement du mouvement radial sur la phase de turbine, en amélioration de la finition de la surface et en de nouvelles conceptions d’aérosé.

Ce turbocompresseur de suralimentation, qui doit être lancé en 2024, comprend un actionneur électrique intelligent et un capteur de vitesse de nouvelle génération ainsi que le plus récent chipset pour améliorer les performances et la durabilité. La stratégie d’approvisionnement double contribue à atténuer toutes les pénuries imprévues d’électronique qui ont récemment en proie à l’industrie.

En plus des améliorations de performance, le turbocompresseur de suralimentation de dernière génération offrira la meilleure performance de sa catégorie pour les camions lourds sur route ainsi qu’une meilleure économie de carburant aux points de fonctionnement clés du véhicule.

« La CTT a incorporé de nouvelles technologies passionnantes dans notre dernier HE400VGT pour aider les clients du moteur à respecter des exigences strictes en matière d’émissions et à réduire leur coût total de propriété », a déclaré Matthew Franklin, directeur de la gestion des produits et du marketing. Alors que les clients établissent leurs stratégies en matière de règlementations d’émissions à venir, la CTT continue de s’appuyer sur le succès du turbocompresseur de suralimentation précédent pour offrir des produits novateurs qui répondent aux défis des besoins de développement de moteur de nos clients sans compromettre le rendement.

Vous voulez en savoir plus sur les produits CTT et l’innovation technique ? Inscrivez-vous à notre infolettre trimestrielle dès aujourd’hui.

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Cummins Inc.

Cummins, un chef de file mondial en technologie de l’alimentation, est une société de secteurs d’activité complémentaires qui conçoivent, fabriquent, distribuent et serviceent un large éventail de solutions d’alimentation. Les produits de l’entreprise vont de la combustion interne, des solutions et des composants électriques et hybrides à l’alimentation intégrée, y compris la filtration, le traitement suivant, les turbocompresseurs de suralimentation, les systèmes de carburant, les systèmes de contrôle de l’air, les systèmes de traitement de l’air, les systèmes de production d’électricité, les commandes de microgr de, les batteries, les électrolyseurs et les produits de piles à carburant.

Le coup de maître en reconstruction porte ses fruits pour les mineurs

belt buckle with text reading "Cummins 300th QSK60 MCRS Upgrade"

Une maîtrise des ingénieurs de Cummins en Australie et aux États-Unis a entraîné une réduction majeure des coûts et des avantages environnementaux pour les entreprises minières qui ont choisi de reconstruire leurs moteurs QSK60 dans le cadre d’un programme de mise à niveau spécial.

Les ingénieurs se sont concentrés sur les possibilités de reconstruction pour le QSK60 de première génération, et sur la façon dont il pourrait être mis à jour à la plus récente technologie diesel au moment de la révision, sans changement majeur à la conception de base du V16 de 60 litres, une prouesse qui a éludé d’autres fabricants de moteurs.

La mise à niveau technologique clé est l’injection de carburant, avec le système d’injection précoce de l’unité remplacé par le système modulaire à rampe commune à haute pression qui est maintenant mis en vedette sur tous les moteurs à haute puissance de puissance de dernière génération de Cummins.

Le 300e moteur mis à niveau, d’une puissance de 2700 HP, a récemment mis le pied à la chaîne de production du Cummins Master Reconstruct Centre de Brisbane, soulignant une autre étape réussie de l’évolution du QSK60 et la raison pour laquelle il est le moteur diesel à haute puissance de pointe dans le monde entier dans les équipements de minage mobiles.

« La réduction de la consommation de carburant et la durée de vie jusqu’à la révision sont des clés pour réduire le coût total de possession, et c’étaient les objectifs initiaux de l’ingénierie du programme de mise à niveau pour le QSK60 », affirme Greg Field, directeur du développement des affaires des industries extractives pour Cummins Asia Pacific.

« L’innovation est au cœur de la longue histoire de Cummins, et elle a certainement joué son rôle dans les options de reconstruction du QSK60 que nous pouvons offrir à nos clients miniers. »

Le résultat est impressionnant : les émissions de particules diesel sont réduit de jusqu’à 63 % grâce à la technologie de combustion dans le cylindre sans traitement final. Il y a aussi un plus pour l’entretien avec moins de charge de suie dans l’huile.

Des économies de carburant jusqu’à 5 % sont régulièrement signalées sur le terrain afin de réduire significativement les émissions de gaz à effet de serre, tandis que la durée de vie jusqu’à la révision est prolongée de 10 %, ce qui réduit la consommation de carburant de plus de 4,0 millions litres avant que la reconstruction soit nécessaire.

Le QSK60 à turbocompresseur mono-étasé est doté d’autres innovations de Cummins en matière de technologie de combustion conçues pour la conformité aux normes d’émissions de la catégorie 4 finale et de la phase V, les normes d’émissions hors route les plus strictes au monde.

L’ensemble de mise à niveau pour reconstruction peut s’appliquer aux deux variantes du QSK60, l’une avec turbocompresseur à une étape (connu sous le nom d'« Advantage » ) qui peut être évalué de 1785 à 2700 HP, l’autre avec une turbocompresseur à deux étapes qui peut être puissance de 2700, 2850 ou 3000 HP.

Le 300e QSK60 mis à niveau s’est rendu au charbon de l’Erdentrabri, dans le bassin de la NSW, pour être installé dans un camion de transport Komatsu 930E. Le moteur a prouvé sa valeur dans les industries extractives de charbon et de minerai de fer en Australie.

yellow QSK60 engine

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Cummins, un chef de file mondial en technologie de l’alimentation, est une société de secteurs d’activité complémentaires qui conçoivent, fabriquent, distribuent et serviceent un large éventail de solutions d’alimentation. Les produits de l’entreprise vont de la combustion interne, des solutions et des composants électriques et hybrides à l’alimentation intégrée, y compris la filtration, le traitement suivant, les turbocompresseurs de suralimentation, les systèmes de carburant, les systèmes de contrôle de l’air, les systèmes de traitement de l’air, les systèmes de production d’électricité, les commandes de microgr de, les batteries, les électrolyseurs et les produits de piles à carburant.

L'ouragan Sally ne fait pas le poids face à un couple de Floride et à leur génératrice d'urgence à domicile.

Family with dog standing next to Cummins home standby generator

Trois mois. C’est comme cela que Macy et Sherry Summers ont eu peu de temps entre l’installation de leur nouvelle génératrice d’attente pour la maison QuietConnect™ de Cummins et son premier test majeur : l’arrivée de l’ouragan Sally.

L’ouragan de catégorie -2 s’est arrêté dans la région de Pensacola, en Floride, pendant près de 12 heures en septembre 2020, apportant des vents de 110 mi/h, des pluies d’orage et des pannes d’électricité majeures. Bien que plusieurs de leurs voisins s’inquiètent de l’inondation de leur maison pendant la tempête, les Summers étaient en sécurité, sachant que leur génératrice Cummins les aiderait à traverser.

« J’étais très préoccupé par le fait que si trop d’eau se trouvait près de la maison, elle pourrait entrer », a déclaré Macy. « Sans électricité, nous n’avons pas pu faire fonctionner nos pompes, nous n’avons pas pu prendre l’eau de notre piscine. C’était la grande crainte pour moi. »

La nouvelle génératrice Cummins a traversé de grands moments, alimenter leur maison et trois pompes de puisard pendant la tempête et fonctionner près de 90 heures avec une pause pour un changement d’huile avant que l’électricité ne soit rétablie.

Sa performance n’a pas été une surprise pour Macy, un ancien ingénieur de l’entreprise Américaine Derse. En s’déplaçant de façon permanente dans la maison en 2019, il a utilisé son sens de la recherche pour trouver la meilleure façon d’alimenter leur maison par une tempête. Après 18 mois, il a décidé d’une génératrice d’attente pour la maison QuietConnect de Cummins en raison de la réputation de la marque, de la qualité de construction et du soutien.

« La marque était très importante pour nous. Nous voulions avoir un bon système de soutien d’une grande entreprise que nous savions être là si nous en avions besoin. Il s’avère que Cummins était la bonne pour nous », a déclaré m. Macy.

« Je recommanderais certainement Cummins sur les marques que la plupart des gens ont entendu parler. Cummins est une solution plus forte pour quelqu’un qui veut cette fiabilité. »

Pour l’installation, les Summers se sont entendus avec Emergency Standby Power, leur concessionnaire Cummins local situé à proximité de Fort Filtration Beach, qui entretient et entretient également la génératrice pour eux.

Comme l’a déclaré m. Luis Perez, qui supervise les installations de génératrices pour l’alimentation de secours en cas d’urgence, « nous essayons de nous associer à un produit que nous savons fiable que nous entretenir confortablement, que nous sommes à l’aise pour l’installation et que nous sommes à l’aise derrière. Cela signifie beaucoup. Nous aimez travailler avec Cummins, parce que quand nous appelons et que nous avons besoin de soutien, ils sont toujours là. »

D’après Sherry, la génératrice QuietConnect est à la hausse de son nom. « C’est incroyable que quand nous l’entendons se faire entendre, nous diront toujours : « Oh, il y a la génératrice. Le courant doit être éteint. Nous venons de continuer à tout ce que nous faisons », a-t-elle déclaré.

Après l’ouragan, les Summers ont entièrement confiance en leur génératrice Cummins. Sherry dit qu’elle ne s’inquiète plus de la nourriture se gâcher, de garder la maison fraîche et de garder les pompes de la piscine en marche.

Macy ajoute : « Si un ouragan survient, ma paix d’esprit est vraiment autour de ces systèmes que nous avons mis en place pour protéger notre maison. Ils auront maintenant une alimentation constante, activée par la génératrice. »

Trouvez la génératrice idéale pour votre maison en visitant le calculateur de capacité de la génératrice Cummins.


Pour entendre les Summers raconter leur propre histoire, regardez la vidéo d’entre eux ci-dessous.
https://www.youtube.com/watch?v=Lv9jxX7PFGU

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Cummins, un chef de file mondial en technologie de l’alimentation, est une société de secteurs d’activité complémentaires qui conçoivent, fabriquent, distribuent et serviceent un large éventail de solutions d’alimentation. Les produits de l’entreprise vont de la combustion interne, des solutions et des composants électriques et hybrides à l’alimentation intégrée, y compris la filtration, le traitement suivant, les turbocompresseurs de suralimentation, les systèmes de carburant, les systèmes de contrôle de l’air, les systèmes de traitement de l’air, les systèmes de production d’électricité, les commandes de microgr de, les batteries, les électrolyseurs et les produits de piles à carburant.

Cummins lance une nouvelle génératrice diesel de location TwinPack

Cummins logo at the entrance of Fridley plant

Cummins Inc. (NYSE : CMI) a lancé une nouvelle génératrice de location de twinpack de 1 MW, le C1000D6RE, qui offre une solution d’alimentation de location concurrentielle pour une variété d’applications partout en Amérique du Nord. Fabriqué par Cummins, une entreprise synonyme de technologie, de fiabilité et d’service depuis 1919, le nouveau modèle C1000D6RE sera construit à Fridley, minnesota.

En tant que double dossier, le C1000D6RE combine deux génératrices Cummins de 15 L et de 500 kW en une seule unité d’alimentation de 40 pieds, avec traitement final. Cela permet au C1000D6RE de respecter la réglementation des émissions de la catégorie 4 finale tout en permettant un rendement fiable et élevé. La génératrice peut être utilisée en parallèle avec d’autres solutions d’alimentation de location et est capable d’une demande de charge masterless.

The C1000D6RE offers a 1000kW power rating as per ISO 8528 and is powered by 2 x U.S Tier 4 Final certified QSX15 Cummins engines. Le moteur QSX15 répond aux normes rigoureuses de l’EPA sans filtre à particules diesel offrant une facilité d’utilisation, des émissions inférieures et des performances accrues.

Une nouvelle remorque robuste et une nouvelle conception d’auto-remorque garantissent une fiabilité encore plus grande pour les applications d’alimentation mobile robustes. Le contenant de la génératrice peut résister aux conditions météorologiques extrêmes, tandis qu’un ensemble d’atténuer le bruit réduit le bruit de la génératrice. Pour des changements d’huile plus rapides et plus propres, un système d’évacuation d’huile « Quick Fit » est également offert.

D’un poids de 69 000 lb avec du carburant, le C1000D6RE est équipé d’un système de réduction de l’air à l’avant et d’un système de transport d’air mobile afin de réduire les impacts du déplacement et de minimiser les temps d’intabilisation potentiels.

Le C1000D6RE convient à une utilisation dans un grand éventail d’industries à grande échelle nécessitant de l’alimentation de location, y compris les chantiers de construction, l’alimentation d’urgence, les événements à grande échelle, les bâtiments industriels et les services publics situés dans les endroits éloignés ou les zones urbaines.

John Cumminsons, directeur des marchés de l’alimentation de location chez Cummins, a déclaré : « Nous avons écouté nos clients et nous avons mis au point le C1000DR6RE expressément pour répondre à leurs demandes. Nous voulions également donner la priorité à la production d’une génératrice qui continue d’offrir des solutions d’alimentation fiables, peu importe le climat, l’emplacement ou l’industrie. Nous croyons que ce produit fournira aux marchés une fiabilité accrue, des performances améliorées et une flexibilité accrue. »

Le modèle du twinpack de 1 MW peut être utilisé pour une gamme variée d’industries nécessitant de l’alimentation mobile; allant des chantiers de construction, des bâtiments industriels et des services publics situés dans des endroits éloignés ou des zones urbaines. La fonctionnalité de contact de démarrage et d’arrêt à distance permet d’éteindre et d’éteindre le groupe électrogène sur demande sans avoir besoin d’un soutien d’entretien local. Par conséquent, les clients peuvent s’attendre à plus de stabilité, à une plus grande durée de fonctionnement et à des coûts de main-d’œuvre inférieurs, ce qui réduit le coût total de possession.

Pour garantir un rendement continu, Cummins offre à ses clients l’entretien et l’entretien de sa gamme de génératrices d’alimentation mobiles. Les capacités de Cummins pour le marché des pièces de rechange sont fournies par l’entremise d’un réseau de plus de 200 établissements de ventes et service locaux partout en Amérique du Nord. soutenu par un système mondial de techniciens de service, d’ingénieurs et de centres de distribution de pièce, expérimenté en offrant des solutions d’alimentation mobiles pour s’adapter à toutes les exigences en alimentation.

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Cummins, un chef de file mondial en technologie de l’alimentation, est une société de secteurs d’activité complémentaires qui conçoivent, fabriquent, distribuent et serviceent un large éventail de solutions d’alimentation. Les produits de l’entreprise vont de la combustion interne, des solutions et des composants électriques et hybrides à l’alimentation intégrée, y compris la filtration, le traitement suivant, les turbocompresseurs de suralimentation, les systèmes de carburant, les systèmes de contrôle de l’air, les systèmes de traitement de l’air, les systèmes de production d’électricité, les commandes de microgr de, les batteries, les électrolyseurs et les produits de piles à carburant.

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