reklama
reklama

Pouze v Evropě: Nejpřísnější emisní norma Stage V vstupuje v platnost

Evropské normy Stage V pro výfukové zplodiny motorů ve stavebních strojích budou nejtvrdší na světě - svou striktností předčí Japonsko i Spojené státy americké, které se nakonec ke zpřísnění dosavadních norem neodhodlaly. V dnešním článku se o nové evropské normě dozvíte vše podstatné.

Nadcházející změny

Stage V je dalším vývojovým stádiem emisních standardů pro motory, které se používají v nových strojích a vozidlech určených k provozu mimo silniční komunikace. Letos, v roce 2019, začne platit pro motory do 56 kW a nad 130 kW a od roku 2020 pro motory o výkonech 56 - 130 kW. Na rozdíl od předchozích norem se Stage V bude poprvé vztahovat také na dieselové motory s výkonem pod 37 kW (50 k) i na ty s výkonem nad 560 kW (760 k).

Emisní úroveň Stage V bude pokračovat v cestě k dalšímu snižování množství pevných částic a obsahu oxidů dusíku NOx. Hlavní rozdíl u Stage V je ten, že poprvé bude stanoveno limitní množství pevných částic pro celou výkonovou škálu motorů. To znamená, že se filtry pevných částic budou povinně používat všude.

Nové normy budou platit nejen pro tradiční stroje stavební, průmyslové, zemědělské, k manipulaci s materiálem, ale i pro mobilní stroje s konstantní rychlostí chodu, jako jsou třeba generátory na kolových přívěsech.

Dieselovým generátorům, které jsou nainstalovány na jednom místě (tedy například přišroubovány nebo jinak připevněny k základům) a nejsou určeny ke stěhování, se norma Stage V nevěnuje. To ale neznamená, že nemohou být zahrnuty v jiných nařízeních.

Co se starými motory

Dalším klíčovým rozdílem jsou změny zavedených prodejních standardů. Mezi evropskými výrobci strojů (OEM) bylo zvykem, že si „přednakoupili“ motory, které splňovaly určitou emisní úroveň, a po nějakou dobu je používali. Určitý povolený nebo procentní objem roční produkce se totiž mohl stále používat. V nové normě Stage V jsou takové motory označovány jako „přechodové motory“. Mohou se jimi stát pouze ty, které byly vyrobeny ještě před zavedením této nové emisní normy.

Tab-01

Všechny motory vyrobené před zavedením Stage V musí být v této době uvedeny na trh. Zato přechodové motory musí být uvedeny na trh před koncem přechodné doby dle tabulky níže. Každý přechodový motor bude mít od výrobce označení v podobě speciálního štítku.

Tab.02

Další snižování emisí

Zatímco používání filtrů pevných částic je klíčovým prvkem, kvůli různým emisním stupňům, strojním technologiím, prioritám zákazníků a široké škále výkonů, zde zatím není „jednoduchý recept na nejlepší technologii“, která bude splňovat emisní normy Stage V.

Nové emisní předpisy stanovují povolený počet pevných částic a vyžadují podstatné snížení jejich celkově uvolněného množství. To je možné pomocí právě DPF. Oxidy dusíku (NOx) se již regulují pomocí SCR. Motory s výkonem nad 560 kW jsou sice zahrnuty do nových emisních nařízení Stage V, ale nemají stanovený počet uvolňovaných pevných částic.

Největší dopad bude mít nová norma na motory o výkonu 19 až 37 kW, z nichž budou mnohé poprvé potřebovat technologie, jako je palivový systém Common-Rail (využívání tlakového zásobníku, což je trubka většího průměru, k zajištění vysokotlakého vstřikování a rozprašování paliva v co nejmenších částicích, takže dochází k jeho dokonalejšímu spalování) nebo dodatečné ošetření výfukových zplodin.

Tab-03

Co na to výrobci

U většiny výrobců bude přizpůsobování se emisní normě Stage V kupodivu méně náročné na změny, než bylo zvykem u předchozích norem.

Cummins

Cummins má novou řadu motorů se zjednodušenou stavbou bez EGR, zato s technologií dočišťování zplodin a vyšší kapacitou redukce NOx v novém Single Module™Cummins Single Module™ využívá v jednom modulu kombinace DPF, SCR a technologie vstřikování močoviny.

To dovoluje snížit velikost motoru až o 50 % a hmotnost o 30 % ve srovnání se systémem dodatečného ošetření výfukových zplodin u motorů Stage IV (zvýšený obsah NOx je redukovaný ošetřením výfukových plynů metodou SCR pod limit předpisů vstřikováním vodního roztoku syntetické močoviny – obchodní název AdBlue – do výfuku, kde se přebytečný NOx tímto chemickým katalyzátorem a dostatečnou teplotou redukuje na vodu (H2O) a dusík (N2). Systém Single Module™ je schopný pasivní regenerace a může téměř úplně odstraňovat emise bez zásahu obsluhy.

Kromě standardních motorů má Cummins v nabídce i alternativní elektrický pohon a hybridní variantu.

Nové motory Cummins budou splňovat evropské emisní předpisy Stage V, platné od roku 2019, a budou mít i certifikát amerických emisních standardů EPA na úrovni Tier 4 Final (konečné).

Deutz

Deutz bude mít inteligentní systém „Tepelného řízení“ (Heat Management), který je třeba k zajištění dokonalého spalování zplodin z filtru pevných částic. Vyvinuli systém s názvem „Tepelný režim“ (Heat Mode), aby se přesně zvýšila teplota výfukových plynů k ošetření technologií dodatečného ošetření výfukových zplodin.

V roce 2019 uvede Deutz nový kompaktnější systém SCR pro své motory s normou Stage V. Mísící zařízení je nově přímo umístěno do výstupu filtru pevných částic. To usnadňuje instalaci systému na různá vybavení. Nový design tohoto systému rovněž umožňuje vstřikování vyšších dávek močoviny. To je možné díky optimalizované geometrii, kdy jsou kapky močoviny rovnoměrně rozprostřeny do proudu výfukových plynů. Tento systém také zabraňuje cirkulaci uvnitř a přímému kontaktu s vnitřními stěnami katalyzátoru. Dávkovací proces podporuje inteligentní systém.

SCR katalyzátor může ukládat močovinu, takže není vždy třeba dávkování přesného množství do proudu výfukových plynů, a tak je možné částečné snížení vysokých obsahů oxidů dusíku. Když se obnoví normální proud výfukových plynů, zásobník se doplní o mírně vyšší množství. Taková optimalizace dávkování také redukuje spotřebu močoviny. Systém je mnohem flexibilnější při snižování hodnot emisí a rychlosti recirkulace výfukových plynů.

FPT Industrial

Druhá generace HI-eSCR 2 bude zahrnovat bezúdržbové filtrovací zařízení na katalyzátoru SCR v kompaktním provedení, které bude umožňovat splnění přísných emisních limitů. Zároveň bude udržovat stejný systém dodatečného ošetření výfukových zplodin jako u současné normy Tier 4B/Stage IV, ale bude vyžadovat předesignování nebo změny výstupu pro snadnější přechod na vyšší emisní stupeň. Díky spalování bez EGR jsou optimalizovány provozní náklady a výkon.

Nové motory jsou již v souladu s novou normou Stage V, ostatní zatím splňují pouze normu Stage IIIA, a tak bude nutný jejich přechod na vyšší emisní stupeň. Proto FPT Industrial vyvinul nové řešení „PowerPack“, které zahrnuje klíčové komponenty pro dodatečné ošetření výfukových zplodin v jednom kusu. V této přednachystané „krabici“ je instalovaný DOC, filtr SCR, systém vstřikování močoviny (AdBlue) a potřebná čidla a rozdělovače. Z tohoto důvodu odpadá nutnost specializovaného designu výfukového systému.

JCB Power Systems

U JCB mají technologii spalování s nízkým obsahem částic zvanou Ecomax, která se zaměřuje na minimalizaci emisí již ve válcích motorů. To ale nestačí.

Pro splnění požadavků nové emisní normy EU Stage V bude JCB Power Systems používat kombinaci další generace technologie filtru pevných částic, a to pomocí DOC, integrovaného DPF a katalyzátoru SCR. Vše pro úsporu místa v jednom tzv. „One can solution“.

Motor s výkonem 55 kW bude mít navíc elektronické turbodmychadlo, start-stop systém a kompaktní systém DOC a systém filtrace.

Motory o výkonech 81 – 129 kW budou mít kombinovanou regulaci pevných částic a redukční technologii emisí NOx s filtrem SCR.

Kubota

Zvláště pro menší výrobce strojních zařízení Kubota nabízí „Dieselové Power Packy“ s technologií Common-Rail a ošetřením výfukových plynů v souladu s plánovanou emisní legislativou Stage V pro výkonovou škálu do 55 kW. V některých případech tyto kompaktní jednotky dovolují využití až 100 % energie pomocného pohonu, což je pro inženýry nepostradatelné, i když mají k dispozici ty nejmenší prostory pro instalaci. Navíc nepotřebují vnitřní chlazení výfukových plynů, které zmenšuje prostor a posunuje výše požadavky na náklady.

Zdroje

https://www.dieselnet.com/standards/eu/nonroad.php#s5
https://www.perkins.com/en_GB/products/emissions_technology/emissions/stage-v-standards/stage-v-ontrack.html
https://www.cummins.com/news/releases/2018/01/18/100-cummins-stage-v-installations-ready-go
https://www.cummins.com/news/releases/2018/04/23/cummins-first-highway-electrified-power-system-revealed-intermat
https://www.cummins.com/news/releases/2016/04/11/cummins-reveals-new-integral-innovations-meet-stage-v-emissions
https://www.cummins.com/news/releases/2018/06/26/cummins-extends-its-stage-v-lineup-new-power-unit-range
https://www.cummins.com/sites/default/files/files/brochures/aftertreatment/Single%20Module%20Aftertreatment%20System%20Brochure.pdf
https://slideplayer.com/slide/4765292/
http://www.mdec.ca/2016/S2P1_stirling.pdf
https://www.deutz.com/en/media/press-releases/deutz-produces-the-first-eu-stage-v-engine/
https://www.deutz.com/fileadmin/contents/com/media/press_relaeses/EN/Press_Release_of_DEUTZ_AG_2017-09-12.pdf
https://static.deutz.com/deutz_world/en/2018/01/
https://www.fptindustrial.com/global/en/media/newsletter/newsletter_stagev_unveils
https://www.fptindustrial.com/global/en/Documents/Leaflet_Stage_V_ENG_03-2016_web.pdf
https://www.jcb.com/origin2017/~/asset/14/32248?jcb_content=cta-page-link-1-compact&jcb_content=cta-page-link-1-compact&jcb_content=cta-page-link-1-compact&jcb_content=cta-page-link-1-compact
https://www.jcb.com/en-gb/news/2018/03/jcb-power-systems-ready-for-stage-v-emissions-standard
https://global.engine.kubota.co.jp/en/technology/stage-v/index.html
https://kuk.kubota-eu.com/blog/news/kubota-stage-v-certified-2/#agriculture
https://www.kubota.com/news/2017/20171122_2.html
https://www.khl.com/international-rental-news/kubota-to-launch-mini-excavator/131061.article
https://kdg.kubota-eu.com/wp-content/uploads/2016/04/2016-01-28_KUBOTA-Diesel-Power-Pack-for-future-EU-emissions-stage-V.pdf

Komentáře

Díky za přehledný článek, jen - v 2. odstavci máte "obrácený" přepočet výkonu kW/k - oblasti odteď nově stižené také emisními normami jsou cca do 50k a cca nad 760k...

Děkujeme za upozornění - máte pravdu, chybička se vloudila, již jsme opravili a omlouváme se.. ☺

Pro přidání komentáře se přihlašte nebo zaregistrujte.

    reklama