Come ogni in creatività, i motori Cummins Inc. vengono sottoposti a rigorosi test per determinare l'fattibilità di un nuovo componente, design o tecnologia. Con celle di prova installate nel 2015, la capacità e la capacità di sviluppo della Seymour Engine Plant sono aumentate significativamente. Ora, i leader della sostenibilità dell'impianto sono alla ricerca di ridurre le emissioni di carburante delle pile da testare.

Celebriamo l'espansione dello stabilimento Seymour Engine Plant e del Technical Center

Nel 2015, Cummins ha celebrato l'espansione dello stabilimento Seymour Engine Plant e del Centro Tecnico. L'espansione ha incluso l'installazione di ulteriori 12 celle di prova dedicate alla ricerca e allo sviluppo di motori per molteplici settori, dall'estrazione mineraria e ferroviario alla produzione di energia e al settore marittimo, nonché la necessità di favorire il miglioramento della sostenibilità dei prodotti. Quasi 10 anni dopo, il team per la sostenibilità sta cercando di ottenere quello che chiama un "test giusto per la prima volta" di un motore per ridurre le emissioni.

Cos'è una cella di prova e come si ottiene un "test corretto al primo tempo"?

Le celle di prova consentono a ingegneri e tecnici di valutare l'efficacia, l'efficienza e la durata di un nuovo componente, il design del motore o le modifiche a un motore Cummins per un acquirente, un operatore della flotta o un'azienda.

Per l'occhio non alleato, sembra che il motore sia protetto in un tappo elettroenceroidofase (EEG), con quantità inesauribili di cavi che spuntano da diversi componenti per testare la durata del motore, la tolleranza al clima, la resistenza, le misurazioni delle emissioni e le prestazioni. Si può immaginare il tempo che serve agli ingegneri per produrre una nuova idea per un motore che corrisponda ai criteri che cercano di integrarsi, per non parlare del tempo necessario per far funzionare il motore durante un test che potrebbe o non avere successo.

Con innumerevoli canali di misurazione che monitora una moltitudine di criteri, la necessità di ricevere una lettura perfetta di tutte le misure per la prima volta non è sempre del 100%; tuttavia, questo è esattamente ciò che lo stabilimento Seymour Engine Plant intende raggiungere.

L'impatto dell'esecuzione di più test

Se un test deve essere rieseguito, significa anche che il carburante deve essere bruciato due volte. In media, il Seymour Technical Center gestisce le proprie 18 celle di prova da 750 a 2.000 ore al mese, il che equivale a 43.000 a 115.000 galloni di carburante diesel ogni mese.

Assicurarsi che i test vengano eseguiti correttamente la prima volta non solo ha un senso operativo e garantisce dati di qualità, ma riduce anche il consumo di carburante e pertanto le emissioni di gas serra (GHG), un obiettivo planet 2050 che molti impianti Cummins come Seymour Engine Plant stanno cercando di raggiungere.

Gli ingegneri e i tecnici del centro tecnico hanno implementato numerosi controlli per garantire il successo di un test, tra cui dettagliate riunioni di pianificazione dei test, verifica della prontezza dei test per i parametri critici e una verifica automatica dei dati costante durante tutto il test. Se dei parametri non rientrano nella tolleranza prevista, il tecnico di prova riceve una comunicazione e la prova può essere chiusa.

Il tasso di test giusto per il primo tempo di Seymour oggi

Da quando ha iniziato a tenere traccia delle rimotorizzazione, il Seymour Technical Center ha ottenuto una media del primo tempo corretto pari al 96-98%. In ultima analisi, i leader dell'impianto e della sostenibilità sperano di ridurre la percentuale di ri-esecuzione al 1% o meno. Per raggiungere tutto questo, un Data Quality Council si riunisce per una settimana per esaminare i risultati dei test, indagare su eventuali rieseguito nel corso di quattro ore e implementare efficaci azioni correttive.

Lavorare proattivamente per ridurre il consumo di carburante e guadagnare una maggiore sostenibilità

Oltre a ridurre il consumo di carburante attraverso i test giusti al primo tempo, i tecnici del Seymour Technical Center stanno lavorando a soluzioni innovative per ridurre, innanzitutto, la necessità di effettuare test.

Le prove sono combinate ove possibile. Pertanto, anziché eseguire test distinti per i diversi sistemi motore, queste prove possono essere combinate. Ci sono anche team che lavorano su simulazione di motori e attrezzature per le prestazioni del carburante che scorrono fuori da un fluido di calibrazione piuttosto che bruciando carburante.

Convertire la potenza di prova in elettricità con i dinamometri rigenerativa

Quando è richiesto il test, l'impianto dispone anche di due dinamometri rigenerativi da 5 MW (Regen Dynos) che possono essere utilizzati per convertire l'alimentazione generata dal test in un'utile energia elettrica. Infatti, quando entrambi i Regen Dynos sono in funzione, i test del motore creano abbastanza elettricità per alimentare l'intero stabilimento Seymour Engine Plant e il Centro tecnico.

Da quando il Regen Dynos è stato installato nel 2015, hanno generato oltre 34 milioni di kilowatt ore, un uso innovativo di energia che non sarebbe stato possibile senza un investimento significativo.

Per i clienti che cercano non solo di testare un nuovo concetto di progettazione, ma anche di ridurre la loro impronta di carbonio, le celle di prova hanno giocato un ruolo chiave nella ricerca su nuove tecnologie per motori. Man mano che gli impianti di produzione testano più nuove innovazioni, maggiore è la necessità di affinare questi test per ridurre le emissioni e ottenere una produzione più pulita.

Dato che aziende come Cummins transizionano verso tipi di carburante alternativo come l'idrogeno, il gas naturale e l'elettricità per i loro prodotti nel prossimo futuro, la necessità di motori a combustione interna è fondamentale per supportare le aziende, i clienti e l'economia esistenti. Per il team di Seymour Engine Plant, affinare e migliorare le emissioni degli attuali prodotti attraverso i test del motore continuerà a essere fondamentale per aiutare la società durante la transizione del settore.

Scopri di più sulle pratiche chiave di sostenibilità che modellano gli impianti di motori Cummins negli Stati Uniti.
 

L'uso dell'idrogeno nel settore dei trasporti si è inizialmente concentrato sui veicoli elettrici con pile a combustibile a idrogeno (FCEV). Più di recente, invece, i veicoli a idrogeno alimentati con motori a combustione interna (ICE) stanno ricevendo sempre più attenzione, specialmente nelle applicazioni per autocarri medi e pesanti. Ma perché?

I motori a idrogeno offrono un percorso a zero emissioni di carbonio utilizzando lo stesso carburante a idrogeno di quello di FCEV. La differenza è che l'ICE è una tecnologia familiare per i produttori di veicoli, gli operatori della flotta e i conducenti e offre un costo iniziale più basso.

Annuncio dei motori a idrogeno Cummins

Cummins Inc. ha annunciato lo sviluppo di due motori alimentati a idrogeno, progettati specificamente per il mercato dei veicoli e delle apparecchiature commerciali. Il motore X15H ha fatto il suo debutto all'ACT Expo nel maggio 2023, mentre il motore B6.7H è stato esposto alla mostra IAA Transportation nel 2022. Entrambi questi motori sono stati mostrati nei concept truck.

La tecnologia per motori a idrogeno si rivolge alle applicazioni "difficili da elettrificare" con:

• Cicli di lavoro impegnativi
• Elevato utilizzo delle risorse
• Elevata diversità del percorso
• Condizioni ambientali difficili

Un gruppo motopropulsore basato sul motore si è dimostrato molto robusto in queste condizioni estreme e diverse. Questa tecnologia, inoltre, non evidenzia la rete, semplificando l'adozione in applicazioni specifiche.

Motori a idrogeno on-highway

Osserviamo un'applicazione più specifica, gli autocarri a lungo raggio, la linfa vitale della nostra economia. Sebbene una FCEV possa essere la soluzione a lungo termine per raggiungere zero emissioni nel mercato degli autocarri pesanti a lungo raggio, un motore a idrogeno costituisce una soluzione complementare per la decarbonizzazione.

In superficie, un autocarro alimentato a idrogeno è molto simile a quello di un autocarro a gas naturale. Le principali differenze tra i due sono i requisiti del motore, in particolare la necessità che hardware e software funzionano a idrogeno puro. Un'altra differenza significativa è il suo impianto di stoccaggio del carburante.

Mentre i veicoli alimentati a gas naturale usano i serbatoi di carburante in fibre di carbonio Tipo 4, immagazzinano principalmente gas naturale a 250bar di pressione. Un veicolo alimentato a idrogeno richiede diversi serbatoi di carburante in fibre di carbonio Tipo 4 per mantenere il carburante a 700bar. È importante notare che il 700bar non è una pressione di stoccaggio standard del settore. Cummins vede la domanda di entrambi gli impianti da 350bar e 700bar, ma la pressione di stoccaggio da 700bar consente una maggiore conservazione del carburante a bordo e una gamma estesa. Cummins e NPROXX hanno annunciato una joint venture per continuare a innovare nello spazio della tecnologia di stoccaggio dell'idrogeno.

Come molti di noi sanno, la gamma di veicoli è un elemento fondamentale per gli utenti finali, specialmente per quanto riguarda qualsiasi nuova tecnologia. Il ridimensionamento di questa maggiore pressione è l'ulteriore avvolgimento della fibre di carbonio sui serbatoi del carburante, che aumentano il peso e il costo del sistema rispetto a un veicolo alimentato a gas naturale. Al di là di tutto, il motore a idrogeno per impieghi gravosi di Cummins dovrebbe raggiungere una gamma di oltre 500 miglia in gran parte delle operazioni della flotta, il che facilita l'integrazione delle flotte.

È interessante notare che questi stessi serbatoi di carburante sono utilizzati sia in motori a idrogeno che in veicoli alimentati con pile a idrogeno. Un lancio di successo di un motore a idrogeno costruirà scala e accelererà la riduzione dei costi dei serbatoi di carburante, consentendo ulteriormente le pile a combustibile in futuro.

Il settore sfrutta anche la sua esperienza con i motori a gas naturale. Poiché siamo una tecnologia più prontamente disponibile, possiamo imparare dalla sua adozione e raccogliere informazioni sui serbatoi di carburante, la sicurezza e i requisiti degli impianti.

Motori a idrogeno e operatori di flotte

Cummins sta lavorando a stretto contatto con gli operatori di flotte sull'fattibilità commerciale della tecnologia dei motori a idrogeno. Dopo lunghe conversazioni, questi sono alcuni dei punti che più risuonano con gli OEM e gli utenti finali:

• I motori a idrogeno usano carburante a zero emissioni di carbonio e possono essere prodotti su larga scala a metà decennio.
• Sfruttano la tecnologia matura del motore e del gruppo motopropulsore e una vasta base di produzione installata, creando un costo iniziale basso.
• La tecnologia è familiare. È un motore. Sembra un motore, sembra un motore, si adatta dove un motore si adatta e i tecnici sanno come effettuare la manutenzione di un motore.
• Il motore consente agli operatori della flotta di passare all'idrogeno come carburante in anticipo. Essi possono acquisire esperienza nei motori con il carburante a idrogeno, in attesa che le pile a combustibile diventino commercialmente vitali su larga scala.
• I motori a idrogeno e le pile a combustibile condividono la stessa infrastruttura di alimentazione e lo stoccaggio dell'idrogeno a bordo. Hanno anche delle caratteristiche in comune con gli impianti di manutenzione dei motori a gas naturale.

In sintesi, il significativo potenziale di riduzione dell'impronta di carbonio dei motori a idrogeno, abbinato alla velocità di commercializzazione, al basso costo iniziale e alla scarsa familiarità con la tecnologia, rendono i motori a idrogeno piuttosto inesauribili, e le flotte lo stanno notando. Questa convinzione è evidente come i recenti annuncio di aziende come Tata Motors, Bu compressor Industries e Werner Enterprises hanno espresso interesse per i motori a idrogeno Cummins da 15 litri. Se la tua flotta è interessato ai motori a idrogeno, contatta il tuo OEM preferito. L'attuale disponibilità del motore è in discussione e è confidenziale.

Nello spazio dei motori a idrogeno, ci sono ancora alcune incertezze da risolvere, come i futuri quadri normativi. Tuttavia, Cummins e il settore dei trasporti riconoscono il potenziale della tecnologia sul cammino verso lo zero emissioni. Stiamo lavorando per fornire ai nostri clienti e ai nostri partner le migliori soluzioni a basse e zero emissioni di carbonio.

Lo stabilimento Cummins Inc. Jamestown Engine Plant (JEP) non fissa solo lo standard per la produzione di motori di punta. Sta anche definendo lo standard per gli stabilimenti di tutto il Paese e sta facendo progressi verso l'obiettivo di Cummins di avere un impatto netto positivo sulle comunità locali.

Parte della strategia sulla sostenibilità ambientale Planet 2050 di Cummins e gli obiettivi del 2030 hanno l'obiettivo di ridurre del 30% il consumo assoluto di acqua negli impianti e nelle operazioni. Impianti come lo stabilimento per motori Cummins Mid-Range Engine Plant (DUC) di Columbus, in Indiana, hanno rimosso il processo di rivestimento del motore turbo diesel 6.7 per aiutare a ridurre il consumo di acqua. Per i leader della sostenibilità JEP, tuttavia, sperano di raggiungere questo obiettivo eliminando il 100% dell'acqua potabile per l'irrigazione, re reinventando il 100% dell'acqua per test antincendio e riutilizzare il 100% delle acque reflue trattate. Il riciclaggio e la rigenerazione delle acque reflue attraverso la scienza dell'osmosi inversa (RO) sarà una delle iniziative più grandi nella storia degli impianti.

Cos'è l'osmosi inversa?

L'osmosi inversa è una tecnologia che separa l'acqua pura dai flussi di rifiuti che sono una parte fondamentale della loro attività, rimuovendo i contaminanti. Questo processo rappresenta uno dei principali risparmi d'acqua per JEP.
Nel 2022, lo stabilimento ha usato 16M galloni di acqua dolce, con una riduzione del 59% dell'uso totale di acqua dal 2016. Di questi 16 M, circa 8M galloni lasciano come acque reflue il sistema fognario locale per il trattamento. Il sistema RO offre il potenziale di riciclare o riutilizzare il 80% di tale acqua che viene eliminata dalla corrente, il che fa molto per raggiungere gli obiettivi di riduzione dell'acqua del 2030 di Cummins.

"Se vogliamo una riduzione del 30% - del 50% dell'acqua nello stabilimento, l'osmosi al contrario è ciò che ci porta a destinazione", afferma Il direttore dei macchinari PER JEP Dave Dave Dave Dalee.
Non è un'impresa facile, in quanto è necessaria una grande quantità di sforzi per mantenere un sistema RO alla massima efficienza. L'acqua viene estratta e riutilizzata nel processo di deionizzazione (DI) dell'acqua che rimuove i metalli, quindi smaltire i metalli, quindi smaltirli, e disperdio, che sono normalmente presenti nell'acqua della città.

"L'acqua della città ha molti minerali che dobbiamo eliminare. La bellezza del sistema RO è che ne rimuove il 98%", afferma Barlee. "Non vogliamo minerali nella nostra acqua perché quando evapora, si lascia dietro di sé tutto questo come scala e non lo vogliamo nei nostri sistemi di raffreddamento."

Come sono state rigenerate le acque reflue prima dell'osmosi inversa?

Prima dell'introduzione del RO, le acque reflue necessitavano di essere rigenerate, un processo che crea enormi rifiuti di acido pericoloso e caustica che richiedono un trattamento, ogni tre o quattro giorni. Ora, l'acqua viene alimentata nel DI dove può funzionare per settimane prima di dover essere rigenerata, riducendo il consumo di acidi e caustica associati alla rigenerazione.

Oggi, il 80% dell'acqua deionizzata, utilizzata nel processo di fabbrica, è proveniente dal sistema RO.
"Il nostro stabilimento è un caso di studio che dimostra che è fattibile implementare soluzioni per l'energia verde o misure di conservazione dell'energia in un posto di lavoro come il nostro con la produzione di macchine pesanti", afferma Ricercalee.

Oltre a essere solo vitale, Barlee evidenzia che l'impatto più significativo ha sulla sostenibilità a lungo termine. Con gli acquisti di macchinari, il ritorno sull'investimento (ROI) è solitamente da uno a due anni. Il ROI per le soluzioni di energia verde, tuttavia, è solitamente più vicino a otto a 10 anni.

"Ci sei dentro per lungo tempo. Devi fare una lunga partita", afferma Barlee. "La tecnologia si adatta al nostro profilo produttivo. Pertanto, fintanto che i finanziari di primo piano possono essere superati, le aziende possono vedere i vantaggi a lungo termine di queste cose."

L'obiettivo è un impatto netto positivo in ogni comunità in cui Cummins opera in modo che la somma del bene ambientale sia più grande dell'impronta di carbonio ambientale locale. Dato che lo stabilimento JEP continua a innovare, crescere e a investire, Redditilee nota che "Net Zero non è solo ciò che fa il nostro prodotto o come lo assembliamo, ma anche quanto brucia nel suo ciclo di vita. Quanta energia è stata impiegata per estrarre tutte le materie prime per arrivarci? Si tratta di una mentalità che ha un ciclo di vita circolare."

Preparati a esplorare il mondo dei carburanti alternativi e delle risorse rinnovabili con cummins Inc's "Cosa ti alimenta - Quale carburante di nuova generazione sei?". Questo quiz offre un modo divertente e interattivo per capire che i carburanti hanno una personalità proprio come noi. Aiuterà a rispondere a domande importanti come "Qual è il futuro dei carburanti per auto?" e "Come possiamo ridurre la nostra impronta di carbonio?"

Con questa sorpresa, scoprirai quale carburante di nuova generazione corrisponde a quello che desideri, che tu sia un diesel rinnovabile, il gas naturale o l'elettricità rinnovabile. Non solo si acquisisce una visione del futuro dei carburanti e dei loro benefici ambientali, ma si potrà anche esercitare il cervello e ottenere una spinta di sbalorsio dal prendere il gallone.

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