Vysoko účinná SCR od Iveco a FPT Industrial (06/2012)
redaktor: j.cvopa, 13.06.2012;

zväčšiť obrázok Na technologickom fóre v talianskom Turíne spoločnosti Iveco a Fiat Powertrain Industrial prezentovali svoju technologickú novinku avizovanú už vlani: jedinečné riešenie, ktoré umožňuje splniť požiadavky normy Euro VI a súčasne uspokojí nároky budúcich zákazníkov v oblasti spotreby paliva a hospodárnej prevádzky.

Iveco a FPT Industrial už dlho spoločne vyvíjajú technické inovácie s cieľom redukovať prevádzkové náklady, pričom znižovanie spotreby vždy bolo kľúčovým aspektom. Už v roku 2005 pri vývoji technológie vyhovujúcej emisným štandardom Euro IV/V sa Iveco a FPT Industrial rozhodli pre systém SCR (selektívna katalytická redukcia). Táto voľba umožnila motory plne optimalizovať z hľadiska spaľovania, a teda znížiť spotrebu paliva na úkor vyšších emisií NOx, ktoré avšak redukuje systém dodatočnej úpravy výfukových plynov SCR.

V ére Euro VI sa stratégia značiek Iveco a FPT Industrial ani dopyt zákazníkov po hospodárnych motoroch nezmenili. Všeobecné akceptovanie faktu, že sú nevyhnutné zásahy do spaľovacieho priestoru i do výfukového systému, umožnil spoločnosti Iveco využiť technologický pokrok, ktorý dosiahla spoločnosť FPT Industrial vo svojom neúnavnom vývoji a vylepšovaní technológie SCR: Na svete je plne patentovaný systém vysoko efektívnej SCR s doposiaľ nevídanou účinnosťou.

Systém dodatočnej úpravy od FPT Industrial, ktorý je založený na technológii SCR vyvinutej špeciálne pre vozidlá Euro VI, je exkluzívne jedinečný tým, že s extrémne prísnymi limitmi na emisie oxidov dusíka sa dokáže vyrovnať výhradne so systémom SCR – bez potreby recirkulácie výfukových plynov.

Emisie: Prípadová štúdia

Emisie vznetových motorov vzhľadom na spôsob spaľovania pozostávajú z rôznych splodín, z ktorých najškodlivejšie sú oxidy dusíka (NOx) a pevné častice/sadze. Nová norma Euro VI, ktorá pre všetky novo registrované ťažké úžitkové vozidlá a autobusy začne platiť od 1. januára 2014, prináša signifikantné zníženie limitov povolených emisií týchto škodlivín do ovzdušia:

• Limity na emisie NOx budú v porovnaní s Euro V znížené o 80 % (testovací cyklus ETC, ekvivalentné emisie).
• Limity na objem emisií pevných častíc sa v porovaní s Euro V znížia o 66 % (testovací cyklus ETC, ekvivalentné emisie). Plánované je tiež ďalšie obmedzenie, ktoré by malo viesť k celkovému zníženiu pevných častíc o viac ako 95 %.
• Zavedie sa limit na emisie čpavku.

Okrem toho norma Euro VI znamená i zmeny, ktoré sa týkajú ďalších prevádzkových aspektov:
• Nové celosvetové testovacie cykly pre prechodový a ustálený stav. Prechodový cyklus bude pozostávať z dvoch častí: V prvej bude motor studený, druhá bude nasledovať po stacionárnej prestávke.
• Zahrnutie emisií z kľukovej skrine – ak nejde o uzavretý systém.
• Zvýšenie požiadaviek na rovnakú úroveň emisií do 700.000 km alebo 7 rokov pre najväčšie vozidlá.
• Ďalšie zvýšenie výkonu palubných diagnostických systémov.
• Opatrenia na využívanie prenosných meracích systémov (PEMS) schopných preverovať reálne emisné hodnoty počas jazdy a obmedzenie emisií mimo cyklu.
• Oparenia, ktorých cieľom je okamžite poskytnúť informácie o opravách a servisných zásahoch do vozidla – aby k takýmto dátam mali prístup aj nezávislí prevádzkovatelia.

Zavedenie Euro VI predstavuje míľnik vo vývoji celosvetových emisných štandardov, keďže sa po prvýkrát na certifikáciu motorov bude využívať svetový harmonizovaný testovací cyklus WHTC.

Systém vysoko účinnej SCR

Emisné limity Euro VI je možné splniť len s pomocou systému SCR (Selective Catalytic Reduction – selektívna katalytická redukcia) v kombinácii s recirkuláciou výfukových plynov (EGR =Exhaust Gas Recirculation) alebo bez nej.

Použitie systému EGR redukuje emisie NOx už v spaľovacom priestore prostredníctvom recirkulácie splodín. Sprievodným javom je však nárast pevných častíc a zníženie efektívnosti spaľovania. Okrem toho kvôli vysokým emisiám pevných častíc je nutná regenerácia filtra pevných častíc (DPF = Diesel Particulate Filter).

Spoločnosť FPT Industrial sa namiesto toho rozhodla zvýšiť efektívnosť motora a znížiť množstvo pevných častíc, ktoré vznikajú pri spaľovaní (keďže nevyužíva recirkuláciu výfukových plynov). Zatiaľ čo zostávajúce pevné častice zachytáva pasívny filter DPF, NOx sa redukuje vo výfukovom systéme. Výsledkom je lepšia spotreba, väčší výkon a vyššia spoľahlivosť. Systém vysoko účinnej SCR od FPT Industrial dokáže znížiť hodnoty NOx o viac ako 95 %.

Celý systém tvoria nasledujúce prvky:
- oxidačný katalyzátor (DOC)
- pasívny filter pevných častíc (DPF)
- dávkovací modul AdBlue
- zmiešavač AdBlue
- katalyzátor pre selektívnu katalytickú redukciu (SCR)
- čistiaci katalyzátor čpavku (CUC)
Celý systém je vybavený sústavou integrovaných snímačov, ktoré kontrolujú hodnoty NOx a akékoľvek nadmerné emisie NH3 (čpavku).

Technológia SCR only uvádza nový integrovaný prístup, ktorý je výsledkom intenzívneho výskumu spoločnosti FPT Industrial. Výskumu, ktorý viedol k vytvoreniu viacerých dôležitých patentov na:
• „Uzatvorené“ regulovanie, ktoré umožňuje precízne dávkovať AdBlue – kvôli znižovaniu úrovne emisií NOx vstupujúcich do katalyzátora SCR.
• Adaptívny dávkovací systém AdBlue – funguje vďaka riadenej technológii založenej na použití senzorov NOx a čpavku, ktoré poskytujú presné informácie o zložení výfukových plynov.
• Tepelne izolované miešanie pri vysokej turbulencii, ktoré umožňuje homogénnu hydrolýzu močoviny a jej správnu distribúciu do prúdiacich výfukových plynov.
• Vylepšené regulovanie teploty, ktoré urýchľuje aktiváciu systému SCR v studenej časti emisného cyklu.

Všetky komponenty celého systému dodatočnej úpravy výfukových plynov sú umiestnené v kompaktnej uzatvorenej štruktúre, takže neobmedzuje prípadné karosárske úpravy ani montáž nadstavieb, resp. výbavy a minimalizuje dopad na pohotovostnú hmotnosť vozidla.

Motory Euro VI

zväčšiť obrázok Kľúčom k optimalizácii účinnosti spaľovacieho procesu je efektívny tlak vo valcoch s vysokou strednou hodnotou a vysoký vstrekovací tlak v dýzach vstrekovačov. Aby sa tieto ciele dali dosiahnuť, bolo potrebné spraviť dôležité zmeny v konštrukcii kľukovej skrine a hláv valcov. Úpravy zahŕňajú väčšiu štrukturálnu tuhosť, väčšiu kapacitu prúdenia chladiacej zmesi a zväčšený zdvihový objem.

Motory dostali najnovšiu generáciu systému common-rail s viacnásobným vstrekovaním počas jedného pracovného taktu a s maximálnym vstrekovacím tlakom až do 2200 barov. Na scénu vstupuje aj nová elektronická riadiaca jednotka, ktorá kontroluje parametre motora aj presnú činnosť systému dodatočnej úpravy výfukových plynov. Bola vytvorená s ohľadom na optimálne združovanie funkcií a plnú integráciu všetkých funkcií motora, SCR a DPF. Tie verzie motorov Cursor, ktoré majú turbodúchadlo s variabilnou geometriou, budú môcť využívať elektronický manažment na optimalizovanie odozvy pri nízkych otáčkach motora a zvýšenie účinnosti motorovej brzdy. Okrem toho teraz všetky motory budú využívať ako odľahčovaciu brzdu systém s klapkou vo výfuku, čím sa podporuje regenerácia pasívneho filtra pevných častíc a zlepšuje výkon motorovej brzdy až o 30 % v porovnaní so súčasnými motormi Euro V.

Kvôli maximálnej ohľaduplnosti k životnému prostrediu boli motory vybavené uzavretými systémami dýchania motora (odvetrávanie kľukovej skrine) už na úrovni Euro IV/V a túto funkciu si zachovávajú aj motory Euro VI. Aby sa zabránilo prenosu olejovej hmly do motora, pohonné jednotky obsahujú aj vysokovýkonné systémy separácie oleja. Ich úlohou je na minimum zredukovať spaľovanie oleja, ktoré by kontaminovalo DPF.

Vďaka optimalizovanému spaľovaciemu procesu sú emisie pevných častíc nízke už na výstupe z motora, vďaka čomu nie je potrebná nútená regenerácia DPF. A to je dôležité z hľadiska spotreby aj pravidelnej údržby. Okrem toho, keďže motor nasáva len čistý filtrovaný vzduch a nie recirkulované výfukové plyny, minimalizuje sa aj opotrebovanie motora a zachovávajú sa dlhé intervaly výmeny oleja až 150.000 km. Aj to prináša výhody z hľadiska prevádzkových nákladov a redukovaných prestojov na plánovanú údržbu.

Technické parametre motorov Cursor:
Motor Počet valcov Zdvih. objem
(l)
Turbodúchadlo Výkon
(kW / min-1)
Výkon
(k)
Krútiaci moment
(Nm / min-1)
Tech.
údaje
Cursor 9 6 8,7 obtokový ventil 228 / 2200 310 1300 / 1200 pdf
obtokový ventil 243 / 2200 330 1400 / 1200 pdf
obtokový ventil 265 / 2200 360 1650 / 1200 pdf
el. riad. variab. geometria 294 / 2200 400 1700 / 1200 pdf
Cursor 11 6 11,1 obtokový ventil 309 / 1900 420 1900 / 1050 pdf
el. riad. variab. geometria 338 / 1900 460 2150 / 1050 pdf
el. riad. variab. geometria 353 / 1900 480 2250 / 1050 pdf
Cursor 13 6 12,9 obtokový ventil 302 / 1900 410 2100 / 1000 pdf
obtokový ventil 331 / 1900 450 2200 / 1000 pdf
el. riad. variab. geometria 368 / 1900 500 2300 / 1000 pdf
el. riad. variab. geometria 412 / 1900 560 2500 / 1000 pdf

Výhody možno zhrnúť takto:
• väčšia spoľahlivosť,
• vyšší potenciál výkonu bez nutnosti použiť sofistikovaný systém chladenia,
• nízke prevádzkové náklady vďaka nízkemu opotrebovaniu motora a dlhým servisným intervalom (až 150.000 km, podľa typu nasadenia),
• kompaktná konštrukcia motora aj systému vysoko účinnej SCR, vďaka čomu sa zmenšila hmotnosť a zredukoval sa priestor potrebný na inštalovanie.

Zdroj: Iveco Slovakia, s.r.o.
Fiat Industrial S.p.A.





Tento článok nájdete na AGENTÚRA AUTO DATA, spol. s r.o.
http://www.aad.sk

Adresa tohoto článku je:
http://www.aad.sk/sections.php?op=viewarticle&artid=981