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New MAN E3872 gas engine with 44.0% efficiency and 735 kW power output from just 12 cylinders

06/12/21-FR Bas de page

Nieuwe MAN E3872 gasmotor met 44,0% efficiëntie en 735 kW vermogen uit slechts 12 cilinders

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The new MAN E3872 gas engine with 44.0% efficiency and 735 kW power output from just 12 cylinders.

Varianten voor biogas en aardgas; mechanisch effectief rendement van 44,0%; concept met enkele turbocompressor, stalen zuigers en verbrandingsproces voor de kamer, hydraulische klepspelingafsteller

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Design modifications have made it possible to significantly increase the mechanical efficiency of the new MAN E3872 gas engine.

Op de Biogas Convention & Trade Fair toont MAN Engines voor het eerst zijn nieuwe MAN E3872-serie. Het is ontworpen als een viertakt gasmotor met vonkontsteking met een cilinderinhoud van 29,6 liter, een boring van 138 mm en een slag van 165 mm. Met de 735 kWmech die het produceert, kan MAN Engines nu gasmotoren leveren met een aanzienlijk hoger vermogen. Tegelijkertijd blijft de motorfabrikant uit Neurenberg, Duitsland, trouw aan zijn filosofie om een ​​hoge vermogensdichtheid te bereiken. Zo is de nieuwe MAN E3872-serie gebaseerd op het beproefde en compacte platform van de 25,8 liter MAN E3262. “MAN Engines staat synoniem voor robuuste motoren die weinig ruimte innemen. Het indrukwekkende vermogen van 735 kWmech van een 12-cilindermotor is een klantgerichte oplossing met onmiskenbare toegevoegde waarde op het gebied van onderhoudsgemak, onderhoud en bedrijfskosten”, zegt Reiner Roessner, Head of Sales bij MAN Engines.

Om het aanzienlijk verhoogde vermogen van 735 kW te bereiken, hebben de ingenieurs van MAN Engines tal van conceptuele innovaties doorgevoerd. De basis hiervoor is het bestaande carter van de MAN E3262, die sinds 2010 in gebruik is. Hierdoor zijn empirische gegevens van vele miljoenen draaiuren beschikbaar. Gezien het feit dat de boring is vergroot van 132 mm naar 138 mm en de slag van 157 mm naar 165 mm, zijn tegelijkertijd maatregelen genomen om de robuustheid van het carter te vergroten.

Andere fundamentele verschillen hebben voornamelijk betrekking op de wijzigingen die zijn aangebracht aan het turbocompressorconcept, het verbrandingsproces en de cilinderkoppen. Het resultaat van dit uitgebreide ontwikkelingswerk is dat het mechanisch effectieve rendement in de aardgasvariant bij 50 Hz is verhoogd tot 44,0%. "Met zo'n hoge mate van efficiëntie kan de winstgevendheid van een unit aanzienlijk worden verhoogd", zegt Roessner enthousiast.

Het nieuwe concept met enkele turbolader heeft een aanzienlijke impact op het hoge rendement van de innovatieve E3872-gasmotor. Door de inlaat- en uitlaatgeleidingseenheden (diffuser en nozzlering) nauwkeurig af te stemmen, kan de turbolader precies op het optimale rendement van de compressor en turbine worden gebruikt, wat het laadcycluswerk vermindert. Andere aanpassingen die intern bij MAN zijn doorgevoerd om de efficiëntie te verhogen, zijn onder meer het gebruik van regeltijden op basis van het Atkinson-principe, wat nogal ongebruikelijk is voor stationaire motoren. Bovendien helpt het ontwerp van de zuigerkom van de nieuwe stalen zuigers de verbranding te versnellen en zo de efficiëntie te verhogen. De speciaal op de verbrandingskamer aangepaste voorkamer-bougies hebben ook een positief effect op de versnelling van de verbranding, omdat ze ervoor zorgen dat het gas op verschillende plaatsen in de nieuw ontworpen verbrandingskamer ontbrandt. Bovendien is de verbrandingsstabiliteit bij NOx-arm bedrijf nog verder verbeterd.

Door het hoge rendement is de motor bijzonder geschikt voor toepassingen waarbij de nadruk ligt op de productie van elektriciteit en het extra opwekken van warmte. Dit opent een breed scala aan potentiële toepassingen in de agrarische en gemeentelijke sector, in hotels, ziekenhuizen en industriële installaties. Het hoge mechanische rendement en daarmee de elektriciteitsproductie heeft een overeenkomstig positief effect op de energiebalans van de exploitant. Als extra voordeel voor de klant maakt de E3872 gebruik van een hydraulische klepspelingafsteller, waardoor regelmatige controle en afstelling van de kleppentrein overbodig is. Machine-operators zullen profiteren van de eliminatie van routine-onderhoudsintervallen en de daaruit voortvloeiende kosten.

Voor bepaalde markten zit ook een variant in de pijplijn die werkt met een toerental van 1800 rpm (60 Hz). Als onderdeel van het proces om het portfolio van stationaire aardgasmotoren om te zetten in een staat van "waterstofgereedheid", zal de nieuwe E3872-motor ook worden ontworpen om te werken met waterstofbijmenging (H2) als deze met aardgas wordt gebruikt.

De aardgasvariant van de E3872-turbomotor haalt stikstofoxidewaarden van 250 mg/Nm3 NOx (5% O2), terwijl de biogasvariant 500 mg/Nm3 NOx (5% O2) haalt. De fabrikant van WKK of generatorsets zou in de toekomst gemakkelijk de grenswaarden voor stikstofoxiden van 100 mg/Nm3 NOx (5% O2) kunnen halen door gebruik te maken van een uitlaatgasnabehandelingssysteem (categorie Selective Catalytic Reduction).

Een schaalmodel van de nieuw ontwikkelde MAN E3872 zal worden getoond op de stand B74 van MAN Engines in hal 9 op de Biogas Convention & Trade Fair, die van 7 tot en met 9 december 2021 in Neurenberg, Duitsland wordt gehouden.
NJC.© Info MAN Trucks

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06/12/21

Nouveau moteur à essence MAN E3872 avec un rendement de 44,0% et une puissance de 735 kW à partir de seulement 12 cylindres

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The new MAN E3872 gas engine with 44.0% efficiency and 735 kW power output from just 12 cylinders.

Variantes pour le biogaz et le gaz naturel ; efficacité mécanique effective de 44,0%; concept de turbocompresseur unique, pistons en acier et processus de combustion pré-chambre, réglage hydraulique du jeu des soupapes

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Design modifications have made it possible to significantly increase the mechanical efficiency of the new MAN E3872 gas engine.

MAN Engines présente pour la première fois sa nouvelle série MAN E3872 à la Biogas Convention & Trade Fair. Il est conçu comme un moteur à essence à allumage commandé à quatre temps avec une cylindrée de 29,6 litres, un alésage de 138 mm et une course de 165 mm. Avec les 735 kWmech qu'il produit, MAN Engines est désormais en mesure de fournir des moteurs à gaz avec une puissance de sortie nettement plus élevée. Dans le même temps, le motoriste de Nuremberg, en Allemagne, reste fidèle à sa philosophie d'atteindre une densité de puissance élevée. Ainsi, la nouvelle série MAN E3872 est basée sur la plate-forme éprouvée et compacte du MAN E3262 de 25,8 litres. « MAN Engines est synonyme de moteurs robustes qui prennent très peu de place. La puissance impressionnante de 735 kWmech d'un moteur 12 cylindres est une solution orientée client avec une valeur ajoutée indéniable en termes de facilité d'entretien, de maintenance et de coûts d'exploitation », déclare Reiner Roessner, responsable des ventes chez MAN Engines.

Pour atteindre la puissance considérablement augmentée de 735 kW, les ingénieurs de MAN Engines ont intégré de nombreuses innovations conceptuelles. La base de ceci est le carter existant du MAN E3262, qui est utilisé depuis 2010. Cela signifie que des données empiriques de plusieurs millions d'heures de fonctionnement sont disponibles. Compte tenu du fait que l'alésage a été augmenté de 132 mm à 138 mm et la course de 157 mm à 165 mm, des mesures ont été prises en même temps pour augmenter la robustesse du carter.

D'autres différences fondamentales concernent principalement les modifications apportées au concept de turbocompresseur, au processus de combustion et aux culasses. Le résultat de ce vaste travail de développement est que le taux de rendement effectif mécanique dans la variante au gaz naturel à 50 Hz a été augmenté à 44,0 %. « Avec un tel degré d'efficacité, la rentabilité d'une unité peut être considérablement augmentée », déclare Roessner avec enthousiasme.

Le nouveau concept de turbocompresseur unique a un impact significatif sur le rendement élevé du moteur à gaz innovant E3872. En ajustant les unités de guidage d'entrée et de sortie (diffuseur et bague de buse), le turbocompresseur peut fonctionner exactement à l'efficacité optimale du compresseur et de la turbine, ce qui réduit le travail du cycle de charge. D'autres modifications apportées en interne à MAN pour augmenter l'efficacité incluent l'utilisation de temps de contrôle basés sur le principe Atkinson, ce qui est plutôt inhabituel pour les moteurs stationnaires. De plus, la conception de la cuvette des nouveaux pistons en acier contribue à accélérer la combustion et donc à augmenter l'efficacité. Les bougies d'allumage de préchambre, qui ont été spécifiquement adaptées à la chambre de combustion, ont également un effet positif sur l'accélération de la combustion, car elles provoquent l'inflammation du gaz à plusieurs endroits dans la chambre de combustion nouvellement conçue. De plus, la stabilité de la combustion en fonctionnement à faibles émissions de NOx a été encore améliorée.

Son haut degré d'efficacité rend le moteur particulièrement adapté aux applications où l'accent est mis sur la production d'électricité et la génération supplémentaire de chaleur. Cela ouvre un large éventail d'applications potentielles dans les secteurs agricole et municipal, dans les hôtels, les hôpitaux et les installations industrielles. Son haut degré d'efficacité mécanique et donc dans la production d'électricité a un effet positif correspondant sur le bilan énergétique de l'opérateur. En tant qu'avantage client supplémentaire, le E3872 utilise un ajusteur de jeu de soupape hydraulique, ce qui rend inutile la vérification et le réglage réguliers du train de soupapes. Les opérateurs de machines bénéficieront de l'élimination des intervalles de maintenance de routine et des coûts qui en résultent.

Une variante qui fonctionne à une vitesse de 1800 tr/min (60 Hz) est également en préparation pour certains marchés. Dans le cadre du processus de conversion du portefeuille de moteurs au gaz naturel stationnaires vers un état de « préparation à l'hydrogène », le nouveau moteur E3872 sera également conçu pour fonctionner avec un mélange d'hydrogène (H2) s'il fonctionne avec du gaz naturel.

La variante au gaz naturel du moteur turbo E3872 atteint des valeurs d'oxyde d'azote de 250 mg/Nm3 NOx (5 % O2), tandis que la variante biogaz atteint 500 mg/Nm3 NOx (5 % O2). Le fabricant de cogénération ou de groupes électrogènes pourrait facilement atteindre les futures limites d'oxyde d'azote de 100 mg/Nm3 NOx (5% O2) en utilisant un système de post-traitement des gaz d'échappement (catégorie Réduction catalytique sélective).

Un modèle réduit du MAN E3872 nouvellement développé sera présenté sur le stand MAN Engines B74 dans le hall 9 du salon Biogas Convention & Trade Fair, qui se tiendra à Nuremberg, en Allemagne, du 7 au 9 décembre 2021.
NJC.© Info MAN TRUCKS

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Date de dernière mise à jour : 05/12/2021

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