Ein Unternehmen, das sich mit der Gesellschaft weiterentwickelt

Transkript

1

2 Ein Unternehmen, das sich mit der Gesellschaft weiterentwickelt Doosan kann sich seiner die Zukunft mitgestaltenden Innovationen rühmen. Wir sind schon seit Jahrzehnten bei der Umsetzung von Strategien zum Schaffen sauberer Produktionssysteme, Reduzieren von Treibhausgasemissionen, Entwickeln umweltfreundlicherer Produkte und kontinuierlichen Ausbau unseres Umweltmanagements ganz vorn. Die Einführung der EU-Emissionsnormen der Stufe IIIB in den Jahren 2011 und 2012 gibt uns eine weitere Möglichkeit, unseren Kunden Produkte anzubieten, die ihren tagtäglichen Ansprüchen gerecht werden leistungsstarke, zuverlässige und kostengünstige Maschinen, die mit nur minimalen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt arbeiten. Emissionsverringerung Stufe I (1996) - Stufe IV (2014) Feinstaub (PM) und Stickoxide (NOx) WAS BEDEUTET STUFE IIIB? Seit 1996 werden im Rahmen der EU-Richtlinie 97/68/EG verschiedene Emissionsnormen umgesetzt. Diese Richtlinie wurde von der Europäischen Kommission ausgearbeitet und in verschiedene Stufen unterteilt. In jeder Stufe werden strengere Kriterien zur Vermeidung des Ausstoßes verschiedener Schadstoffe angelegt. Die Anforderungen konzentrieren sich hauptsächlich auf Feinstaub und Stickoxide (NOx), da diese bei Dieselmotoren eine wichtige Rolle spielen. Stufe IIIB ist der Vorläufer zu Stufe IV, die 2014 in Kraft tritt und praktisch fast alle NOx-Emissionen verbietet. Die obige Abbildung gibt einen Überblick über die verschiedenen Stufen und zeigt, wie Feinstaub- und Stickoxid-Emissionen kontinuierlich reduziert wurden. 2

3 WAS HABEN WIR IN DEN STUFEN I IIIA ERREICHT? 1 In Stufe I wurde der Stickoxidausstoß von Dieselmaschinen reduziert. 2 Stufe II konzentrierte sich auf Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoffe (HC) und Feinstaub (PM). 3 In Stufe IIIA wurde eine weitere Reduzierung des NOx-Ausstoßes gefordert. Damit die Anforderungen dieser drei Stufen erfüllt werden konnten, haben wir den Feinstaubausstoß um 65 % und den Stickoxidausstoß um 60 % reduziert. Die Anforderungen an das Einhalten der Bestimmungen sind je nach Motorleistung unterschiedlich. Allein das Leistungsspektrum von Doosan Baggern erstreckt sich bereits von 51 bis 463 PS. Aus diesem Grund schwankten das Ausmaß und die Art der Modifikationen an unseren Maschinen erheblich. An unseren Maschinen wurden jedoch eine Reihe wichtiger Verbesserungen vorgenommen, u. a. Einbau von Turboladern, Optimieren des Motorverbrennungssystems und der Einsatz des Hochdruck-Common-Rail-Systems (HPCR) zur Kraftstoffeinspritzung. Engine Horsepower (kw) (18-37) (37-56) (56-75) (75-130) ( ) WAS GESCHIEHT ALS NÄCHSTES? Im Vergleich zu Stufe IIIA muss in Stufe IIIB der Ausstoß von Feinstaub um weitere 90 % und der von Stickoxiden um 50 % reduziert werden. In Stufe IV wird der NOx-Ausstoß um zusätzliche 80 %, verringert, was Feinstaub- und Stickoxid-Emissionen faktisch eliminiert. Motorleistung Konformitätsdatum Stufe IIIB Konformitätsdatum Stufe IV Neue Systeme für Stufe IIIB erforderlich? Neue Systeme für Stufe IV erforderlich? PS (37-56 kw) Konform 2013 Konform Ja PS (56-75 kw) Ja Ja PS ( kw) Ja Ja PS ( kw) Ja Ja PS ( kw) Ja Ja 3

4 Hochdruck-Common-Rail-Kraftstoffsystem (HPCR) Ein hocheffizientes System zur Kraftstoffeinspritzung spielt für die saubere Leistung eines Dieselmotors eine entscheidende Rolle. HPCR ist ein modernes Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung, das den Kraftstoffdruck und das Einspritz-Zeitverhalten besser reguliert. Es wird bereits häufig in Hochleistungsmotoren von Doosan verwendet, und elektronische Steuergeräte (ECUs) werden beim Erfüllen der Vorschriften der Stufen IIIB und IV eine wichtige Rolle spielen. Es ermöglicht die Anwendung weiterer Verfahren wie Dieselrußpartikelfilter (DPF), Diesel- Oxidationskatalysatoren (DOC) und Systeme für die selektive katalytische Reduktion (SCR), die nachfolgend beschrieben werden. HPCR-FUNKTIONSPRINZIP KRAFTSTOFFDRUCK Die Pumpe komprimiert den Kraftstoff durch Ausüben eines hohen Drucks auf ihn ( psi / bar). Das Common Rail speichert den komprimierten Kraftstoff. Die Einspritzventile führen den Kraftstoff dem Motor zu. EINSPRITZZEITPUNKT HOCHDRUCK- PUMPE Das ECU-Modul steuert die Einspritzventile präzise an, damit in jedem Verbrennungszyklus mehrere Kraftstoffeinspritzungen möglich sind. KRAFTSTOFF- TANK ELEKTRO- NISCHES STEUERGERÄT (ECU) COMMON-RAIL-SYSTEM In Stufe IIIA wurden viele Doosan Maschinen mit HPCR-Einspritzung ausgerüstet. Die HPCR-Steuerelektronik spielt für die zukünftigen Stufe IIIB- und Stufe IV-Technologien eine wichtige Rolle. VORTEILE EINES OPTIMALEREN VERBRENNUNGSVORGANGS Durch hohen Druck wird Kraftstoff beim Verlassen der Einspritzventile in einen äußerst feinen Nebel umgewandelt. In dieser Form kann er gründlicher verbrennen, was Folgendes nach sich zieht: Niedrigere Kosten - Da der Kraftstoff gründlicherer verbrennt, benötigt der Motor weniger davon. Abgassenkung Es befindet sich weniger unverbrannter Kraftstoff in den Abgasen. Höhere Leistung Mehrfacheinspritzung in jedem Verbrennungszyklus bedeutet, dass die Verbrennung länger währt, so dass der Motor mehr Energie erzeugt und damit mehr Kraft ausübt. Mehr Komfort - Eine länger währende Verbrennung verringert den Spitzendruck in den Motorzylindern. Das senkt das Motorgeräuschniveau, was einen höheren Komfort zur Folge hat. 4

5 SCR und EGR Anpassen von Technologien an Motoranforderungen Die Richtlinien der Stufen I bis IV zielen auf Schadstoffe ab, die bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff entstehen. Es sind drastische Reduzierungen des Ausstoßes von Stickoxiden und Feinstaub erforderlich. Die gleichzeitige Reduzierung des Ausstoßes beider Schadstoffe stellt eine Herausforderung dar, da die Verringerung des einen Schadstoffes normalerweise eine Erhöhung des Ausstoßes des anderen Schadstoffes bedingt. Dies tritt auf, da Stickoxide bei hohen Temperaturen entstehen und Feinstaub dagegen bei niedrigen Temperaturen freigesetzt wird. Stickoxide entstehen bei hohen Temperaturen Feinstaub entsteht bei niedrigen Temperaturen Doosan nutzt zwei verschiedene Technologien, um für jeden Motor die beste Leistung und die niedrigsten Betriebskosten zu erhalten EGR (Abgasrückführung) and SCR (selektive katalytische Reduktion). Je nach Motoreigenschaften und Einsatzanforderungen wird die jeweils günstigste Option ausgewählt. Radlader mit mehr als 130 kw sowie alle knickgelenkten Muldenkipper werden die SCR Technologie in Verbindung mit den bekannten Scania-Motoren verwenden. Radlader unter 130 kw (175 HP) sowie Ketten- und Mobilbagger werden in Verbindung mit Motoren von Doosan and Isuzu mit EGR-Technologie ausgerüstet. DOOSAN DL06 DOOSAN DL08 ISUZU 6UZ1X ISUZU 6GW1X E G R SCANIA DC09 SCANIA DC13 S C R EGR KURZ GEFASST Eignet sich für Maschinen im Baustelleneinsatz, die mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen müssen, wie z. B. Kettenbagger, Mobilbagger und Radlader unter 130 kw. reduzierter Stickoxidausstoß keine Änderungen an der grundlegenden Motortechnologie keine speziellen Service- und Wartungsarbeiten erforderlich keine speziellen Betriebsanweisungen keine Notwendigkeit für Zusatzmodule SCR KURZ GEFASST Eignet sich für Maschinen, die ein hohes Drehmoment bzw. eine hohe Drehzahl benötigen, wie z. B. Radlader über 130 kw und knickgelenkte Muldenkipper. geringere Feinstaubemissionen niedrigerer Kraftstoffverbrauch höhere Leistung und Beschleunigung sowie besseres Drehmoment weniger Wartungen erforderlich kompakt und einfach zu installieren (gleiche Installation wie für Stufe IV) 5

6 Fazit: Da Systeme mit SCR und EGR allein zur Verringerung von Emissionen auf Stufe IIIB-Niveau n Dazu gehören: Diesel-Oxidationskatalysatoren, Dieselrußpartikelfilter (DPF), R Kraftfahrzeugherstellen bereits häufig eingesetzt. Sie säubern die Abgase, die vom Moto Das jeweils optimale Nachbehandlungssystem ist motorenabhängig, und D Abgasrückführung (EGR) Eine zusätzliche Kühlmaßnahmen erfordernde Abgasrückführung (die sog. gekühlte EGR) reduziert den Stickoxidanteil durch dessen Rückführung zum Motor. Dies schwächt den Sauerstoffanteil in der Verbrennungskammer ab und verringert die bei der Verbrennung erreichte Spitzentemperatur. Dies hat eine Reduzierung der Stickoxidbildung, aber auch erhöhte Feinstaubemissionen zur Folge. Deswegen setzt Doosan die Abgasrückführung zusammen mit Systemen ein, die Feinstaub hocheffektiv verringern (siehe unten). Rückgeführtes Gas Gekühltes, rückgeführtes Abgas Abgas Lufteinlass DIESEL-OXIDATIONSKATALYSATOREN (DOC) Diesel-Oxidationskatalysatoren sind spezielle Katalysatoren, die mit Motorabgasen chemisch reagieren, wenn sie mit diesen in Kontakt kommen. Diese Reaktion wandelt Feinstaubemissionen im Abgas in unschädliche Substanzen wie Wasser und Kohlendioxid um. Gesäubertes Abgas mit weniger Feinstaubkonzentration tritt aus. Abgas DOC DPF Wandstromfilter Abgas mit Feinstaubpartikeln (graue Pfeile) strömt durch die Filterwände. Feinstaubpartikel werden von den Filterwänden zurückgehalten und das gesäuberte Abgas ( blaue Pfeile ) tritt aus dem Filter aus. Abgas mit hoher Feinstaubkonzentration tritt ein. DIESELRUSSPARTIKELFILTER (DPF) Dieselrußpartikelfilter filtern Motorabgase zur Feinstaubentfernung. Er besteht aus einem Wandstrom-Filtersystem aus Keramik, das Feinstaub aus dem Abgas abscheidet. Barrieren erzwingen den Abgasdurchtritt durch die Filterwände. Regeneration des Dieselrußpartikelfilters Damit der Dieselrußpartikelfilter sauber bleibt und ordnungsgemäß arbeiten kann, werden die sich im Filter ansammelnden Partikel durch die hohe Abgastemperatur im Filter verbrannt. Dieser halbautomatische Reinigungsvorgang wird Regeneration genannt. 6

7 Nachbehandlungsverfahren icht ausreichen, kombiniert Doosan diese mit verschiedenen Nachbehandlungsverfahren. egeneration bei hoher Temperatur und AdBlue. Solche Verfahren werden von r erzeugt werden, oder wandeln diese in Wasser und Stickstoff- bzw. Kohlendioxid um. oosan passt es je nach eingesetztem SCR- und EGR-System spezifisch an. Selektive Katalytische Reduktion (SCR) SCR komprimiert den Kraftstoff vor der Einspritzung mehr und optimiert den Verbrennungsvorgang, was zu gründlicherer Kraftstoffausnutzung und besserem Ansprechverhalten führt. Das senkt den Feinstaubausstoß, führt jedoch zu einer Erhöhung des Stickoxidanteils im Abgas. Dieser wird durch Einspritzen einer das Stickoxid in Stickstoff und Wasser aufspaltende Harnstofflösung (AdBlue ) in die Abgasleitung gesenkt. Gesäubertes Abgas mit weniger Stickoxidanteil tritt aus. ECU Abgas AdBlue HPCR spielt für Nachbehandlungssysteme eine entscheidende Rolle. Das elektronische Steuergerät (ECU) steuert und überwacht die Regeneration und das AdBlue Gemisch. Vorbereitung für Stufe IV AdBlue mischt sich mit dem Abgas und strömt in den Katalysator. AdBlue SCR-KATALYSATOR AdBlue und Stickoxide reagieren mit dem Katalysator, und es entsteht ein unschädliches Gemisch aus Stickstoffund Wasserdampf. Eine Kombination aus Diesel-Oxidationskatalysator/ Dieselrußpartikelfilter bzw. die Verwendung eines SCR-Systems reicht in den meisten Fällen zur Einhaltung der Stufe IIIB-Vorschriften aus. Damit die strengeren Vorschriften der Stufe IV eingehalten werden können, setzt Doosan in vielen Maschinen ein Oxidationskatalysator/ Dieselrußpartikelfilter- System und die SCR-Technologie zusammen ein. DOC DPF Diesel- Oxidationskatalysator u. Dieselrußpartikelfilter AdBlue SCR-KATALYSATOR 7

8 umweltfreundliche Trends WIEDERVERWENDUNG UND WIEDERVERWERTUNG Viele Hersteller haben Wiederaufbaumöglichkeiten für Baugruppen und sogar für ganze Maschinen eingeführt. Unter bestimmten Bedingungen nehmen Händler gebrauchte Maschinen zurück, wechseln verschlissene Baugruppen aus, verbessern das Erscheinungsbild und verkaufen sie mit einer Seriennummer, die sie als Gebrauchtmodell ausweist. Dies ist eine Methode zur Wiederverwertung. VERWENDUNG ERNEUERBARER SUBSTANZEN Besonders in Europa vollzieht sich ein Umschwung hin zu verstärkter Verwendung von Hydraulikflüssigkeiten aus erneuerbaren Quellen wie Sojabohnen- und Rapsöl. Die meisten Hersteller nutzen nicht aus Erdöl hergestellte Öle, die trotzdem alle Verschleißanforderungen erfüllen. Wie alle Hersteller der Baumaschinenbranche arbeitet Doosan hart daran, Produkte umweltfreundlicher zu machen. «Um Baumaschinen umweltfreundlicher zu machen, haben sich 5 Trends herauskristallisiert»*. ABGASREDUZIERUNG Maschinenintegrierte Computer zum Messen der Motorauslastung werden immer gebräuchlicher. Wenn ein Fahrer eine Pause macht und sich die Maschine im Leerlauf befindet, verringert der Maschinencomputer die Motordrehzahl automatisch auf den Leerlaufwert. Das spart Kraftstoff und Geld und senkt Emissionen. REINIGEN VON DIESELABGASEN Die neuen gesetzlichen Bestimmungen für Dieselemissionen in Europa und in den USA bedeuten, dass Baumaschinen ihre Rußpartikelund Stickoxidemissionen bis 2014 drastisch senken müssen. Der Nachteil ist, dass die Maschinen mit den neuen Filtern und anderen Neuentwicklungen 25 Prozent mehr kosten können. SENKUNG VON CO 2 EMISSIONEN Hersteller bringen Hybrid-Maschinen auf den Markt, die Batterien verwenden, damit der Motor nicht Teile des Betriebszyklus speisen muss. Darüber hinaus experimentieren einige Hersteller mit kleineren Motoren, die einen Generator speisen. Das Ergebnis ist eine erhebliche Senkung des Kraftstoffverbrauchs, was wiederum zur Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes beiträgt. Änderungen der technischen Daten und Konstruktionsänderungen vorbehalten. Bilder von Doosan-Produkten zeigen nicht unbedingt die Standardausrüstung. (*) nach Frank Manfredi, Herausgeber des Newsletters Machinery Outlook. Ihr autorisierter Doosan Händler 2011 DOOSAN D DE (06-11) D I CE - D rève Richelle B Waterloo, B e lgium