Iveco a FPT Industrial představili systém vysoce účinné SCR pro efektivní a ekologickou dopravu
Na technologickém fóru v italském Turíně prezentovali společnosti Iveco a Fiat Powertrain Industrial svou technologickou novinku avizovanou již loňského roku - jedinečné řešení, které umožňuje splnit požadavky normy Euro VI a současně uspokojí nároky budoucích zákazníků v oblasti spotřeby paliva a hospodárného provozu.
Iveco a FPT Industrial už dlouho společně vyvíjejí technické inovace s cílem redukovat provozní náklady, přičemž snižování spotřeby vždy bylo klíčovým aspektem. Už v roce 2005 při vývoji technologie vyhovující emisním standardům Euro IV / V se Iveco a FPT Industrial rozhodli pro systém SCR (selektivní katalytická redukce). Tato volba umožnila motory plně optimalizovat z hlediska spalování, a tedy snížit spotřebu paliva na úkor vyšších emisí NOx, které ovšem redukuje systém následného zpracování výfukových plynů SCR.
V éře Euro VI se strategie ani poptávka zákazníků po hospodárných motorech značek Iveco a FPT Industrial nezměnily. Všeobecné přijetí faktu, že jsou nezbytné zásahy do spalovacího prostoru i do výfukového systému, umožnil společnosti Iveco využít technologický pokrok, kterého dosáhla společnost FPT Industrial ve svém neúnavném vývoji a vylepšování technologie SCR, a na světě je plně patentovaný systém vysoce efektivní SCR s dosud nevídanou účinností.
Systém dodatečné úpravy od FPT Industrial, který je založen na technologii SCR vyvinuté speciálně pro vozidla Euro VI, je jedinečný tím, že s extrémně přísnými limity na emise oxidů dusíku se dokáže vyrovnat výhradně se systémem SCR - bez potřeby recirkulace výfukových plynů.
Emise: Případová studie
Emise vznětových motorů vzhledem ke způsobu spalování se skládají z různých zplodin, z nichž nejškodlivější jsou oxidy dusíku (NOx) a pevné částice / saze. Nová norma Euro VI, která pro všechna nově registrovaná těžká užitková vozidla a autobusy začne platit od 1. ledna 2014, přináší výrazné snížení limitů povolených emisí těchto škodlivin do ovzduší:
• Limity na emise NOx budou ve srovnání s Euro V sníženy o 80% (zkušební cyklus ETC, ekvivalentní emise).
• Limity na objem emisí pevných částic se ve srovnání s Euro V sníží o 66% (zkušební cyklus ETC, ekvivalentní emise). Plánované je také další omezení, které by mělo vést k celkovému snížení pevných částic o více než 95%.
• Zavede se limit na emise čpavku.Kromě toho norma Euro VI znamená i změny, které se týkají dalších provozních aspektů:• Nové celosvětové testovací cykly pro přechodový a ustálený stav. Přechodový cyklus se bude skládat ze dvou částí: v první bude motor studený, druhá bude následovat po stacionární přestávce.
• Zahrnutí emisí v klikové skříni, pokud nejde o uzavřený systém.
• Zvýšení požadavků na stejnou úroveň emisí do 700 000 km nebo 7 let pro největší vozidla.
• Další zvýšení výkonu palubních diagnostických systémů.
• Opatření na využívání přenosných měřicích systémů (PEMS) schopných prověřovat reálné emisní hodnoty během jízdy a omezení emisí mimo cyklus.
• Opatření, jejichž cílem je okamžitě poskytnout informace o opravách a servisních zásazích do vozidla, aby k takovým datům měli přístup i nezávislí provozovatelé.
Zavedení Euro VI představuje milník ve vývoji celosvětových emisních standardů, protože se poprvé na certifikaci motorů bude využívat světový harmonizovaný zkušební cyklus WHTC.
Systém vysoce účinné SCR
Emisní limity Euro VI je možné splnit pouze s pomocí systému SCR (selektivní katalytická redukce) v kombinaci s recirkulací výfukových plynů (EGR = Exhaust Gas Recirculation) nebo bez ní.
Použití systému EGR redukuje emise NOx již v spalovacím prostoru prostřednictvím recirkulace zplodin. Průvodním jevem je však nárůst pevných částic a snížení efektivity spalování. Kromě toho kvůli vysokým emisím pevných částic je nutná regenerace filtru pevných částic (DPF = Diesel Particulate Filter).
Společnost FPT Industrial se místo toho rozhodla zvýšit efektivnost motoru a snížit množství pevných částic, které vznikají při spalování, protože nevyužívá recirkulaci výfukových plynů. Zatímco zbývající pevné částice zachycuje pasivní filtr DPF, NOx se redukuje ve výfukovém systému. Výsledkem je lepší spotřeba, vyšší výkon ispolehlivost.
Systém vysoce účinné SCR od FPT Industrial dokáže snížit hodnoty NOx o více než 95%.
Celý systém tvoří následující prvky:
- Oxidační katalyzátor (DOC)
- Pasivní filtr pevných částic (DPF)
- Dávkovací modul AdBlue
- Směšovač AdBlue
- Selektivní katalytická redukce (SCR)
- Čistící katalyzátor (CUC)
Celý systém je vybaven soustavou integrovaných snímačů, které kontrolují hodnoty NOx a překročení emisí NH3 (čpavku).
Technologie SCR pouze uvádí nový integrovaný přístup, který je výsledkem intenzivního výzkumu společnosti FPT Industrial,výzkumu, který vedl k vytvoření několika důležitých patentů na:
• „Uzavřené" regulování, které umožňuje precizně dávkovat AdBlue kvůli snižování úrovně emisí NOx vstupujících do katalyzátoru SCR.
• Adaptivní dávkovací systém AdBlue - funguje díky řízené technologii založené na použití senzorů NOx a čpavku, které poskytují přesné informace o složení výfukových plynů.
• Tepelně izolované míchání při vysoké turbulenci, které umožňuje homogenní hydrolýzu močoviny a její správnou distribuci do proudících výfukových plynů.
• Vylepšené regulování teploty, které urychluje aktivaci systému SCR ve studené části emisního cyklu
Všechny komponenty celého systému následného zpracování výfukových plynů jsou umístěny v kompaktní uzavřené struktuře, která neomezuje případné karosářské úpravy ani montáž nástaveb, resp. výbavy, a minimalizuje dopad na pohotovostní hmotnost vozidla.
Motory Euro VI
Klíčem k optimalizaci účinnosti spalovacího procesu je efektivní tlak ve válcích s vysokou střední hodnotou a vysoký vstřikovací tlak v tryskách vstřikovačů. Aby se těchto cílů dosáhlo, bylo nutné provést důležité změny v konstrukci klikové skříně a hlav válců. Úpravy zahrnují větší strukturální tuhost, větší kapacitu proudění chladící směsi a zvětšený zdvihový objem.
Motory dostaly nejnovější generaci systému common-rail s vícenásobným vstřikováním během jednoho pracovního taktu a s maximálním vstřikovacím tlakem až do 2200 barů.
Na scénu vstupuje i nová elektronická řídící jednotka, která kontroluje parametry motoru i přesnou činnost systému následného zpracování výfukových plynů. Byla vytvořena s ohledem na optimální sdružování funkcí a plnou integraci všech funkcí motoru, SCR a DPF. Verze motorů Cursor, které mají turbodmychadlo s variabilní geometrií, budou moci využívat elektronický management na optimalizaci odezvy při nízkých otáčkách motoru a zvýšení účinnosti motorové brzdy. Kromě toho, budou nyní všechny motory využívat jako odlehčovací brzdu systém s klapkou ve výfuku, čímž se podporuje regenerace pasivního filtru pevných částic a zlepšuje výkon motorové brzdy až o 30% ve srovnání se současnými motory Euro V.
Kvůli maximální ohleduplnosti k životnímu prostředí byly motory vybaveny uzavřenými systémy dýchání motoru (odvětrání klikové skříně) již na úrovni Euro IV / V a tuto funkci si zachovávají i motory Euro VI. Aby se zabránilo přenosu olejové mlhy do motoru, pohonné jednotky obsahují i vysokovýkonné systémy separace oleje. Jejich úkolem je na minimum zredukovat spalování oleje, které by kontaminovalo DPF.
Díky optimalizovanému spalovacímu procesu jsou emise pevných částic nízké už na výstupu z motoru, díky čemuž není nutná nucená regenerace DPF. A to je důležité z hlediska spotřeby i pravidelné údržby. Kromě toho se minimalizuje i opotřebení motoru a zachovávají se dlouhé intervaly výměny oleje až po 150 000 km, jelikož motor nasává jen čistý filtrovaný vzduch a ne recirkulované výfukové plyny. To přináší výhody z hlediska provozních nákladů a redukovaných prostojů na plánovanou údržbu.
Výhody lze shrnout takto:
• větší spolehlivost,
• vyšší potenciál výkonu bez nutnosti použít sofistikovaný systém chlazení,
• nízké provozní náklady díky nízkému opotřebení motoru a dlouhým servisním intervalem (až 150 000 km podle typu nasazení),
• kompaktní konstrukce motoru i systému vysoce účinné SCR, díky čemuž se zmenšila hmotnost a zredukoval se prostor potřebný na instalaci.
