Legislația Stage V impune noi limite de emisii pentru motoarele off-road

Related Articles

• Flexible power options for emissions-sensitive operations with Cat 300.9D VPS
• The world’s first hybrid backhoe loader Huddig Tigon on the market
• Design updates for next generation Cat Medium Wheel Loaders improve operating efficiency and performance

Începând cu ianuarie 2019, a intrat în vigoare noua legislație europeană ce vizează motoarele off-road. Se numește Stage V și impune limite nu doar la nivelul masei de particule fine din gazele evacuate, ci și în ceea ce privește numărul de particule per unitatea de energie produsă. | Marius IANCU

Producătorii de motoare știau la ce să se aștepte începând cu 2019, astfel că au căutat soluții cu mult înainte de aplicarea noii norme. Mulți au anticipat acest pas încă din urmă cu 3, chiar 4 ani, propunând versiuni de motoare Stage V-ready (la Intermat Paris 2015), și au continuat, pe măsura ce dead-line-ul se apropia, cu preview-uri și lansări de motoare Stage V, care să le demonstreze preocuparea și avansul tehnologic. Așa se face că cel mai recent prag de emisii i-a găsit cu temele făcute, iar Bauma 2019 e scena potrivită pentru etalarea noilor versiuni de motoare Stage V.

Așadar, noua legislatie se aplică deja de la începutul acestui an motoarelor off-highway, însă diferențiat, în funcție de clasa de putere. Astfel, ianuarie 2019 a fost punctul de cotitură pentru motoarele sub 56 kW și peste 130 kW, iar intervalul dintre cele două marimi se va alinia noului standard de emisii din ianuarie 2020. Practic, legislația va fi valabilă pentru toate utilajele mobile, industriale, acționate de motoare cu aprindere prin compresie (diesel) sau cu aprindere prin scânteie. Legislația din ce în ce mai strictă privind emisiile de gaze de evacuare este o încercare de a limita substanțele nocive din gazele evacuate de motoarele alimentate cu combustibili fosili. Aceste substanțe includ oxizi de azot, monoxid de carbon, hidrocarburi și particule fine.

Regulile Stage V definite de Comisia Europeană se aplică tuturor țărilor din cadrul Uniunii Europene, iar respectarea acestora pică în răspunderea fiecarei autorități locale. De asemenea, țările vest-europene care nu fac parte din UE, precum Norvegia, Elveția și, mai nou, Marea Britanie, vor alege mai mult ca sigur ralierea la aceste norme.

Reducerea numărului de particule = Filtru de particule
În ultimele decenii s-a văzut o preocupare puternică pentru dezvoltarea tehnologiilor care să reducă substanțele nocive din gazele de evacuare. Actualul Stage V permite doar circa 3-4% din limitele admise de standardul Stage I, care a fost introdus în 1999. Iar comparativ cu Stage IV (legislația anterioară europeană), Stage V nu limitează numai masa totală de particule din gazele de evacuare, ci și numărul de particule emise printr-un filtru de particule.

Sistem de post-tratare, niveluri reduse de NOx
Există mai multe modalități de combinare a diferitelor tehnici pentru atingerea limitelor de emisii poluante impuse de Stage V. Dacă pentru Stage IV, unii producători (precum Volvo) foloseau un sistem de post-tratare a gazelor de evacuare cu SCR (reducere catalitică selectivă), ceea ce presupunea injectarea de uree (lichid de evacuare diesel – DEF/AdBlue) în fluxul de evacuare pentru reducerea nivelurilor de NOx, pentru Stage V, același producător a ales să combine modulele DOC (catalizator de oxidare diesel), DPF (filtru de particule), SCR și ASC (catalizator de oxidare a amoniacului). Sistemul de injecție common-rail, care va fi prezent pe motoarele Volvo Stage V, va eficientiza consumul de combustibil și ajuta la un proces optim de ardere; de asemenea, va oferi o reducere semnificativă a zgomotului, trăsătură importantă în special pentru utilajele care lucrează în medii urbane.

Instalare simplă
Un alt aspect esențial ține de dimensiunile noilor motoare și de ușurința instalării pe mașini. Dezvoltarea tehnologiei Stage V impune fiabilitate și eficiența consumului, însă aduce cu sine și numeroase sisteme care trebuie acum sa se încadreze cumva în aceleași dimensiuni de instalare, ba chiar să ușureze montarea unui motor de generație nouă. Este motivul pentru care s-au căutat soluții pentru păstrarea aceleiași interfețe (de Stage IV) de instalare a motoarelor, maximizând flexibilitatea la montarea unui sistem de post-tratare a gazelor de evacuare. Ideea este ca producătorii de echipamente originale (OEM) să nu fie nevoiți să reproiecteze mașinile actuale pentru a face loc noii soluții Stage V. Ci cu un efort minim să beneficieze de avantajele noii tehnologii, pentru performanțe mai bune și o disponibilitate maximă a mașinilor.

Facts:
– Catalizatorul DOC produce cantitatea necesară de NO2 pentru ca filtrul DPF să asigure combustia eficientă a particulelor. În condiții de vreme rece, furnizează, de asemenea, căldura necesară pentru regenerare.
– Filtrul colectează și stochează particulele (PM) până când acestea sunt arse în timpul regenerării. Procesul are loc automat.
– În zona de amestec, gazele de eșapament sunt pulverizate cu AdBlue. Atunci când ajung în catalizator, oxizii de azot (NO2) sunt transformați în în azot inofensiv și vapori de apă.
– În catalizatorul de oxidare (DOC) au loc reacțiile de reducere a hidrocarburilor (HC), monoxidului de carbon (CO) și a oxizilor de azot (NO).
– Catalizatorul de oxidare a amoniacului (ASC) neutralizează, prin oxidare, amoniacul (NH3) care nu a reacționat în interiorul catalizatorului SCR.

Termeni:
PM – particule, CO – monoxid de carbon, CO2 – bioxid de carbon, HC – hidrocarburi, NOx – oxizi de azot, CO(NH2)2 – uree (AdBlue), N2 – azot, NH3 – amoniac.