➢GAMMAINDUSTRIALE

➢ PERAPPLICAZIONIMOVIMENTOTERRA.LAFORZADELL’INNOVAZIONE.

TIER4INTERIM/STAGEIIIB.Energiapulitapermotorida130kW(174cv)eoltre.

Powering the future

Energiapulita.Durante il processo di combustione all’interno di un motore l’energia chimica viene trasformata in energia meccanica. A causa delle impurità presenti nel combustibile fossile, durante il processo di combustione vengono prodotte svariate sostanze tossiche. Tali sostanze sono principalmente costituite da NOx, CO, HC e PM.

• NOx: gli ossidi di azoto sono la principale causa delle piogge acide e della riduzione dello stratodi ozono. Ad elevate temperature di combustione, di norma superiori a 1600°C, l’azoto (N2) el’ossigeno (O2) molecolari si dissociano nei loro stati atomici e reagiscono producendo NOx.

• CO: il monossido di carbonio è un gas velenoso, insapore ed inodore. Si sviluppa durante lacombustione in presenza di basse concentrazioni di ossigeno (miscele ricche) o quando l’ossigeno non è distribuito uniformemente. Le emissioni di CO dei motori Diesel sono scarse.

• HC: gli idrocarburi sono composti da elementi organici, contenuti sia nel carburante che nell’olio, e vengono formati dai prodotti della combustione incompleta. La quantità di HC aumenta di pari passo con il volume del carburante nella camera di combustione.

• PM: il particolato atmosferico è principalmente composto da fini particelle di carbone ed altresostanze tossiche formatesi durante il processo di combustione incompleta del carburante, ad esempio a basse temperature. Gli effetti dell’inalazione del particolato sono stati studiati su esseri umani e animali e comprendono asma, tumore al polmone e malattie cardiovascolari.

CO

HC

PM

NOxGli inquinanti più critici, NOx e PM, sono stati entrambi ridotti del 60% circa a partire dal 1996.Nei prossimi anni verranno compiuti ulteriori sforzi per ottenere una riduzione di NOx e PM del 90% circa.

Perunambientepiùpulito.Sia negli USA che in Europa si è lavorato per rendere i motori Diesel più puliti possibile.I motori devono essere ecocompatibili nel corso di tutto il loro ciclo di vita e nell’ambito di una vasta gamma di condizioni operative. A partire dal 2011, le normative di Tier 4 interim/Stage IIIB andranno innanzitutto ad interessare i motori con una potenza superiore a 130kW, per poi essere estese alle altre gamme di potenza.La conformità con il Tier 4 interim/Stage IIIB implica una riduzione significativa sia di NOx (-50%) che di PM (-90%), rispetto all’attuale livello Tier 3/Stage III.

Normativesulleemissioni.Motori per macchine movimento terra e forestali (Europa e Stati Uniti).

Limitidelleemissioni Tier3/StageIIIA(1) Tier4interim/StageIIIB Tier4/StageIV(g/kWh) NOx HC(2) CO PM NOx HC(2) CO PM NOx HC(2) CO PM

130 ≤ P ≤ 560 kW 4.0 3.5 0.20 2.0 0.19 3.5 0.02(3) 0.4 0.19 3.5 0.02(3)

56 ≤ P < 130 kW 4.0 3.5 0.20 3.4(4) 0.19 5.0 0.02(3) 0.4 0.19 5.0 0.02(3)

P < 56 kW 4.7 5.0 0.40 4.7 5.0 0.30(5) 4.7 5.0 0.03(3)

2008« »2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

130 ≤ P ≤ 560 kW

56 ≤ P < 130 kW

19 ≤ P < 56 kW

LEGENDA

(1) Indicazione solo dei limiti di “worst case” (inferiori) (limiti superiori disponibili per fasce limitate di potenza negli USA e per CO e PM in Europa).

(2) Gli NMHC vengono presi in considerazione nei limiti di livello statunitensi.

(3) In Europa, il limite di PM dello Stage IIIB e del Tier IV è di 0,025.

LEGENDA

La data di adozione dello Stage IV sarà il 1º settembre 2014, mentre quella del Tier 4 sarà il 1º gennaio 2015.

Tier 3/Stage IIIA

Tier 3/Stage IIIA

Tier 3/Stage IIIA

Tier 4 interim/Stage IIIB

Tier 4 interim/Stage IIIB

Tier 4 interim/Stage IIIB

Tier 4/Stage IV

Tier 4/Stage IV

Tier 4/Stage IV

(4) In Europa, il limite di NOx dello Stage IIIB è di 3,3.

(5) In Europa, il limite di PM dello Stage IIIB è di 0,40.

Larichiestadell’ambiente:riduzionecontemporaneadiNOxePM.

LarispostadiFPT:tecnologiaSCR.

A causa della reazione opposta di Nox e PM alla temperatura di combustione, la riduzione dell’uno implica necessariamente l’aumento dell’altro.

Al fine di ridurre contemporaneamente NOx e PM, come richiesto dalla normativa Tier 4 interim/Stage IIIB, è necessario lavorare su una diversa gestione della combustione e sui sistemi di trattamento dei gas di scarico.

La tecnologia SCR (Riduzione Catalitica Selettiva) è un sistema di post-trattamento che trasforma i NOx, prodotti durante il processo di combustione a temperatura più elevata, in azoto (N2) edacqua (H2O), sostanze chimiche entrambe normalmente presenti nell’atmosfera.

In questo modo l’utilizzo del sistema SCR consente la riduzione dei PM, ottimizzando al contempo processo di combustione e prestazioni del motore, laddove la riduzione dei NOx si verifica a valle del motore.

FPT tecnologiA

ApartiredallivellodiemissioniTier3/StageIIIA,ilsistemaSCRconsentediraggiungereilTier4interim/StageIIIBinduesemplicipassaggi.

Tier 4 interim/Stage IIIB

Con la calibrazionesu un’elevatatemperatura

di combustione si producono NOx e una ridotta quantità di PM.

1Il sistema di

post-trattamento SCR abbatte gli NOx, indipendentemente

dal processo di combustione.

2

FPT tecnologiA

SistemaSCR:comefunziona.Il sistema di post-trattamento SCR (Riduzione Catalitica Selettiva) adotta un catalizzatore che converte i NOx in azoto (N2) ed acqua (H2O) grazie ad una reazione chimica con una soluzione di acqua e urea (DEF: Diesel Exhaust/Emission Fluid). La soluzione di acqua e urea è una miscela atossica, incolore ed inodore di urea chimica ed acqua demineralizzata.L’intero sistema è controllato e gestito dall’Unità di Controllo del Dosaggio DCU (Dosing Control Unit) all’interno del modulo di alimentazione.

I principali componenti del sistema SCR sono:• Modulo di alimentazione• Serbatoio dell’urea• Modulo di dosaggio• Catalizzatore SCR

All’avviamento del motore, la DCU realizza una verifica del sistema di post-trattamento. Successivamente, la soluzione di acqua e urea viene introdotta nella tubazione di scarico tramite uno specifico iniettore (Modulo di dosaggio), dando luogo alla formazione di vapore ed ammoniaca (NH3) (idrolisi).In una seconda fase, la reazione del catalizzatore SCR produce sostanze come azoto ed acqua, innocue per l’ambiente. Una volta spento il motore, la soluzione di acqua e urea viene completamente scaricata nel serbatoio.

FPT tecnologiA

Modulo di alimentazione

Serbatoio dell’urea

Modulo di dosaggio

Catalizzatore SCR

FPT tecnologiA

PrincipalicomponentidelsistemaSCR.

Modulo di alimentazione:è l’unità che mette in pressione e pompa la soluzione di acqua e urea. È costituito dalla DCU e dalla pompa. La DCU controlla e gestisce la soluzione in termini di quantità e pressione tramite i sensori di temperatura e di pressione.La pompa convoglia il liquido pressurizzato verso l’apposito modulo di dosaggio.

Modulo di dosaggio: è l’unità responsabile dell’iniezione della soluzione di acqua e urea all’interno del catalizzatore SCR. Viene gestito dal modulo di alimentazione.

Serbatoio dell’urea: è il luogo dove si deposita la soluzione di acqua e urea nel veicolo. Contiene i sensori di temperatura e di livello del liquido.

FPT tecnologiA

Catalizzatore SCR: è la parte del sistema in cui avviene la riduzione chimica.

Integrazionedelsistema.Il sistema SCR è stato concepito per consentirne semplice installazione e flessibilità di posizionamento, offrendo agli OEM (Original Equipment Manufacturers) la possibilità di mantenere la stessa architettura del veicolo del Tier 3/Stage IIIA.La progettazione specifica di tutti i componenti del sistema li rende facilmente accessibili negli interventi di manutenzione e di rabbocco (vedi figura sottostante).

Modulo di alimentazioneSerbatoio dell’urea

Catalizzatore SCR

Modulo di dosaggio Motore

FPT tecnologiA

10ragioniperscegliereilsistemaSCR.

1) PReSTazIONI eCCezIONalI: poiché il sistema SCR è un sistema di post-trattamento, il motore è stato concepito per aumentare al massimo la coppia e la potenza con il più breve tempo di risposta al carico.

2) elevaTa affIdaBIlITà: il sistema SCR consente al motore di ottimizzare la dissipazione di calore di molti componenti, con conseguente miglioramento dell’affidabilità.

3) MINORe CONSuMO dI CaRBuRaNTe: l’efficienza del processo di combustione ottimizza il consumo di carburante, riducendo i costi operativi del cliente.

4) alluNgaMeNTO deglI INTeRvallI dI MaNuTeNzIONe: il processo di combustione ottimizzato salvaguarda le proprietà fisiche dell’olio, riducendo le operazioni di manutenzione e i conseguenti fermi macchina.

5) SOluzIONe COMPaTTa: rispetto al motore in Tier 3/Stage IIIA, l’efficienza termodinamica del sistema SCR consente di ridurre la cilindrata migliorando le prestazioni.

6) aMPIa COMPaTIBIlITà CON Il CaRBuRaNTe: il sistema SCR funziona a prescindere dalla qualità del carburante. Nella tecnologia SCR di FPT, i substrati del catalizzatore non sono influenzati dalla presenza delle tipiche sostanze tossiche presenti nel carburante, come lo zolfo.

7) IMBaTTIBIle duRevOlezza: il sistema SCR è stato concepito per durare tutta la vita! La riduzione di PM all’interno del motore garantisce la totale assenza di problemi di intasamento ed esclude qualsiasi intervento di rigenerazione.

8) SOluzIONe dI faCIle uTIlIzzO: il sistema SCR è semplice. L’unica cosa da fare consiste nel rabboccare il DEF quando l’indicatore di livello presente nel quadro strumenti del veicolo inizia a lampeggiare.

9) TeCNOlOgIa avaNzaTa: il sistema SCR è riconosciuto dalla maggior parte dei costruttori di motori come la tecnologia del futuro ed è pienamente conforme con il Tier 4 final/Stage IV.

10) RISPeTTO dell’aMBIeNTe: grazie al sistema SCR, le sostanze inquinanti prodotte durante il processo di combustione vengono convertite in N2 e H20, sostanze innocue già presenti nell’ambiente.

SCRVAntAggi

GammadimotoriFPTinTier4interim/StageIIIBperpotenzesuperioria130kW.

Modellodimotore

N67ENT C87ENT C10ENT C13ENT V20ENT

Potenza Nominale kW 210 295 330 452 560

Regime Nominale (giri/min.) 2200 2150 2100 2000 2100

Coppia (Nm) 1143 1600 2000 2880 3200

Regime di coppia max 1500 1100 1500 1400 1500

Post-trattamento SCR SCR SCR SCR SCR

SCRVAntAggi

Domandeerisposte.

Qual è l’elemento trainante della strategia di FPT per ottenere emissioni di Tier 4 interim/Stage IIIB?

Come viene raggiunto il livello di emissioni da parte del sistema SCR?

Quali vantaggi vengono offerti dalla tecnologia SCR?

FPT ha scelto di concentrarsi sulla produttività e sull’ottimizzazione dei costi operativi del cliente, riconoscendo la validità del sistema SCR come la migliore soluzione per i motori destinati a prestazioni medie e pesanti. Il sistema SCR consente di ridurre gli elevati costi operativi agendo sul consumo di carburante e sugli intervalli fra le sessioni di manutenzione (cambio olio).

Con la tecnologia SCR, la riduzione dei gas è completamente gestita dal sistema di post-trattamento all’esterno del motore, che è pertanto in grado di realizzare una combustione ottimale con minore consumo di carburante.

Sono almeno 10 le valide ragioni per cui il sistema SCR risulta essere la scelta più conveniente:• Prestazioni eccezionali• elevata affidabilità • Minore consumo di carburante• allungamento intervalli di manutenzione• Soluzione compatta• ampia compatibilità con il carburante• Imbattibile durevolezza• Soluzione di facile utilizzo• Tecnologia avanzata• Rispetto dell’ambiente

Dove verrà commercializzato il sistema SCR?

Il DEF (Diesel Exhaust/Emission Fluid)) verrà distribuito anche negli USA?

Esistono eventuali problematiche rilevanti per quanto concerne l’adozione del sistema SCR negli USA?

Che cosa succede se il serbatoio del DEF è vuoto?

Il sistema SCR è influenzato dalle basse temperature?

Il sistema SCR presenta restrizioni di installazione?

Il sistema SCR verrà commercializzato in tutti i Paesi in cui i regolamenti in materia di emissioni richiederanno di attenersi alle norme di Tier 4 interim/Stage IIIB.

Sì.

No, in quanto entro il 2011 negli USA verrà sviluppata la rete di distribuzione del DEF (molti costruttori di motori statunitensi adotteranno il sistema SCR per soddisfare l’EPA10 in materia di conformità con la circolazione stradale).

Si accende un led sul quadro strumenti del veicolo e, dopo un certo periodo di tempo, il motore viene commutato in modalità ad efficienza ridotta per salvaguardare la sicurezza.

No, il sistema SCR di FPT funziona perfettamente a basse temperature. Anche in caso di partenza a freddo con soluzione a base di urea congelata (temperatura inferiore a -11°C/12°F), il motore funziona in modo appropriato, senza alcuna perdita di potenza.

Gli OEM sono tenuti a rispettare le linee guida di FPT per l’installazione del sistema SCR, tuttavia il sistema è stato concepito in modo da essere di facile installazione, con la giusta flessibilità in termini di lunghezza delle tubazioni e posizionamento in altezza. Inoltre, FPT offrirà il massimo supporto ai fini di garantire che l’installazione finale risulti in conformità con la legislazione in materia di emissioni.

Ovunquealvostroservizio.Venditaedassistenza.FPT può contare su un’organizzazione a livello mondiale che include più di 1500 punti di vendita e assistenza, in grado di aiutare il cliente nel momento dell’acquisto e in quello dell’assistenza e della fornitura dei ricambi.

Grazie ai frequenti corsi di aggiornamento, la rete di FPT è felice di assistervi in ogni momento e in ogni luogo si renda necessario, fornendovi solo ricambi originali e di provata qualità.

Powering the future

Corso Settembrini 167, 10135 - Torino, Italy Email: press@fptpowertrain.com - www.fptpowertrain.com

fiAt PowertrAin teChnoLogieS S.p.A.

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