TECNOLOGÍA DE MOTORES

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1 TECNOLOGÍA DE MOTORES

2 UNA COMPAÑÍA QUE CRECE JUNTO CON LA SOCIEDAD Bobcat se enorgullece de sus innovaciones que dan forma al futuro. Durante décadas hemos abierto camino mediante la implementación de estrategias para conseguir sistemas de producción más limpios, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, diseñar productos más respetuosos con el medio ambiente y actualizar continuamente nuestra gestión medioambiental. Los requisitos de protección del medio ambiente se centran principalmente en las partículas (PM) y los óxidos de nitrógeno (NOx), ya que estos son los elementos contaminantes más relevantes en los motores diésel. Los óxidos de nitrógeno (NOx) contribuyen a la formación de ozono en capas bajas, comúnmente conocido como 'smog' Las partículas (PM) se componen de hollín o combustible sin usar en el escape (da al escape del motor sucio su color negro) La introducción de las normas de la Fase IV en 2014 nos ofrece otra oportunidad para proporcionar a nuestros clientes productos de gran rendimiento, fiables y rentables que satisfagan sus necesidades diarias con un impacto mínimo en la salud humana y en el medio ambiente. QUÉ ES LA FASE IV? Desde 1999 se han aprobado una serie de normas sobre emisiones como parte de la Directiva europea 97/68/CE. Desde entonces, la Comisión Europea ha perfeccionado y modificado la Directiva en varias Fases. Cada una de las fases impone medidas más estrictas que la anterior para tratar varios elementos contaminantes. La Fase IV ha entrado en vigor en 2014 y requiere la eliminación del NOx prácticamente completa. EVOLUCIÓN DE LAS EMISIONES DE LOS MÁQUINAS MÓVILES NO DE CARRETERA Fase I (1999) Fase II (2002) 0.54 Fase IIIA (2006) Fase IIIB (2011) Reducción de emisiones 0.2 Fase I (1999) - Fase IV (2014) Fase IV (2014) Partículas (PM) - Óxidos de nitrógeno (NOx)

3 QUÉ HIZO BOBCAT PARA PASAR DE LA FASE I A LA FASE IV? Fase I: Fase II: Fase III: Fase IV: redujimos las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) de los motores diésel. nos centramos en la reducción de NOx, hidrocarburos (HC) y partículas (PM). logramos una importante reducción de las partículas y una mayor reducción de NOx. redujimos considerablemente los niveles de NOx y seguimos reduciendo las partículas. Como los valores de emisiones y las exigencias de cumplimiento varían según la potencia del motor, hemos efectuado cambios de diverso alcance y tipo en nuestras máquinas. Sin embargo, se ha aplicado una serie de mejoras fundamentales a nuestros equipos, incluidas la turbocompresión, la optimización del sistema de combustión del motor y la utilización de sistemas de inyección de combustible de alta presión "Common Rail" (HPCR). POTENCIA DEL MOTOR P 56 P 130 kw CO HC NOx PM en g/kwh Fase I (1999) 5,0 1,3 9,2 0,70 Fase IV (2014) 5,0 0,19 0,4 0,025 Reducción de emisiones (en %) desde la Fase I a la Fase IV 0% -85% -96% -96% En la tabla anterior se muestra la magnitud de la reducción en los niveles de emisiones desde la Fase I a la Fase IV actual: TECNOLOGÍAS DE FASE IIIB Y FASE IV Se han desarrollado varias tecnologías diferentes para satisfacer los requisitos de emisiones más recientes: Sistema de combustible HPCR (High-Pressure Common Rail, conducto común a alta presión), EGR (Exhaust Gas Recirculation, recirculación de gases de escape), DOC (Diesel Oxidation Catalyst, catalizador de oxidación diésel), DPF (Diesel Particulate Filter, filtro de partículas diésel) y SCR (Selective Catalytic Reduction, reducción catalítica selectiva). Bobcat emplea una combinación de estas tecnologías en función del tipo de máquina y del motor que mejor se adapte a la máquina. 3

4 SISTEMA DE COMBUSTIBLE DE CONDUCTO COMÚN A ALTA PRESIÓN (HPCR) Un sistema de inyección de combustible altamente eficiente es esencial para que el motor diésel no contamine. El sistema HPCR posee un diseño de inyección de combustible avanzado que regula mejor la presión del combustible y la secuencia de inyección. El sistema HPCR se utiliza habitualmente en motores Bobcat de gran potencia y su tecnología de unidad de control del motor (ECU) es decisiva a la hora de cumplir los requisitos de las Fases IIIB y IV. Conducto común Unidad de control del motor (ECU) El sistema HPCR se incorporó a algunas máquinas Bobcat en la Fase IIIA. Su sistema ECU es crítico para las futuras tecnologías de la Fase IIIB y de la Fase IV. Bomba de alta presión CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA HPCR? Presión del combustible La bomba de alta presión presuriza el combustible ( bar) El sistema conducto común almacena el combustible presurizado Los inyectores suministran el combustible al motor Regulación de la inyección La ECU controla los inyectores para permitir múltiples inyecciones de combustible durante cada ciclo de combustión. Las ventajas de una mejor combustión La alta presión transforma el combustible en una vaporización extremadamente fina cuando sale de los inyectores. El combustible se quema de forma más completa en esta forma, lo que conlleva: Menos gasto en combustible: como el combustible se quema mejor, el motor necesita menos para funcionar Escape más limpio: se emite menos combustible sin quemar por el tubo de escape Mejor rendimiento: las inyecciones múltiples durante cada ciclo de combustión aumentan la duración de la combustión, con lo que se genera más energía y el motor desarrolla más potencia Más confort: la combustión más prolongada reduce la presión máxima en los cilindros de motor, lo que disminuye los niveles de ruido del motor, haciendo el trabajo más cómodo El sistema HPCR también permite utilizar otras tecnologías, como el catalizador de oxidación diésel (DOC), el sistema de reducción catalítica selectiva (SCR) y el filtro de partículas diésel (DPF) 4

5 RECIRCULACIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE (EGR) También conocido como CEGR (Cooled Exhaust Gas Recirculation, recirculación de los gases de escape refrigerados), este sistema reduce los NOx mediante la recirculación de los gases de escape de vuelta al motor. Esto diluye la cantidad de oxígeno en la cámara de combustión y reduce la máxima de la combustión. Como resultado, la formación de NOx se reduce pero la de partículas aumenta. Por consiguiente, Bobcat utiliza el sistema EGR en combinación con Gas recirculado Gases de escape Toma de aire Gases de escape refrigerados y recirculados otros sistemas postratamiento (DOC y/o DPF) que son muy efectivos para reducir las Características de EGR partículas, tal y como se muestra más abajo. Tecnología básica del motor sin cambios Sin procedimientos especiales de servicio y mantenimiento Sin instrucciones especiales de funcionamiento Sin necesidad de aditivos CATALIZADOR DE OXIDACIÓN DIÉSEL (DOC) El DOC es un catalizador especial que reacciona al contacto con los gases de escape. La reacción transforma las emisiones de partículas en el escape en sustancias inocuas, como agua y dióxido de carbono. Hidrocarburo Partículas (PM) Monóxido de carbono Óxido de nitrógeno Agua Características de DOC Tecnología básica del motor sin cambios Sin procedimientos especiales de servicio y mantenimiento Sin instrucciones especiales de funcionamiento Sin necesidad de aditivos Dióxido de carbono 5

6 FILTRO DE PARTÍCULAS DIÉSEL (DPF) Sistema de filtración del flujo a través de una pared cerámica que separa y elimina las partículas de los gases de escape. Características de DPF Reducción de NOx gracias al diseño del motor Mejor eficiencia del combustible Tecnología compacta y fácil de instalar Sin necesidad de aditivos Regeneración de DPF Para mantener el DPF limpio y en perfecto funcionamiento, la alta del propio tubo de escape se utiliza para quemar las partículas acumuladas en el filtro. Este proceso de limpieza semiautomático se llama regeneración. Filtro de flujo de pared Los gases de escape sucios (flechas marrones) pasan a través de las paredes del filtro. Las partículas quedan atrás y salen gases de escape limpios (flechas azules). Las barreras obligan a los gases a pasar por las paredes del filtro. Retorno de combustible diésel Entrada de combustible diésel Filtro de combustible Bomba de combustible Unidad de medición (MU) Depósito de combustible Unidad de control del motor (ECU) Motor diésel Actuadores Sensores Gases de escape del motor con partículas Unidad de inyección (IU) presión diferencial DOC DPF 6

7 REDUCCIÓN CATALÍTICA SELECTIVA (SCR) En los motores diseñados para sistemas SCR aplica una presión de inyección de combustible más alta y optimiza la combustión para mejorar el consumo de combustible y la respuesta. Esto reduce la formación de partículas pero incrementa la cantidad de NOx en los gases de escape. Así, se inyecta una solución de urea (AdBlue, también denominada DEF = Diesel Exhaust Fluid, fluido para el sistema de escape basado en urea) en el flujo de escape que convierte el NOx de los gases de escape en nitrógeno y agua, que no dañan el medio ambiente. Módulo de alimentación de AdBlue Unidad de control del motor (ECU) de AdBlue Depósito de AdBlue Filtro Sensores nivel de AdBlue Actuadores Motor diésel Módulo dosificador con inyector Gases de escape del motor con partículas de NOx N 2 H 2 O Catalizador SCR Características de SCR Reducción de partículas gracias al diseño del motor Mejor eficiencia del combustible Tecnología compacta y fácil de instalar AdBlue es un producto conocido y fácil de encontrar Sin necesidad de regeneración 7

8 EGR, DOC, DPF Y SCR: TECNOLOGÍA QUE SATISFACE LAS NECESIDADES DEL MOTOR Bobcat utiliza diferentes tecnologías para proporcionar el mejor rendimiento y los menores costes de funcionamiento en cada motor. Se selecciona la mejor opción (una combinación de EGR y DOC, EGR, DOC y SCR, o EGR, DOC y DPF) según las características de diseño y los requisitos de aplicación. FABRICANTE DEL MOTOR TIPO DE MOTOR SISTEMA DE COMBUSTIBLE TURBOCOMPRESOR * CONTROL DE EMISIONES CLASE DE EMISIONES HPCR WGT VGT EGR SISTEMA DPF SCR KUBOTA Varios Fase IIIA BOBCAT D18 Fase IIIB BOBCAT D24 Fase IIIB BOBCAT D34 Fase IV YANMAR 4TNV98 Fase IIIA YANMAR 4TNV94L Fase IIIA YANMAR 4TNV98C Fase IIIB PERKINS 1104D-E44TA Fase IIIA DEUTZ TCD3.6 L4 Fase IIIB (*) WGT = Waste Gate Turbocharger (Turbocompresor con válvula de descarga) VGT = Variable Geometry Turbocharger (Turbocompresor de geometría variable) Las especificaciones así como el diseño pueden experimentar cambios sin previo aviso. Las imágenes de los productos de Bobcat pueden contener elementos opcionales BOBCAT B ES (03-15) DI CE - Drève Richelle B-1410 Waterloo, Belgium