Un‘azienda che cresce insieme alla società Doosan è fiera delle sue innovazioni e della loro capacità di dare forma al futuro. Da decenni siamo all‘avanguardia nell‘attuare strategie volte a realizzare sistemi produttivi più rispettosi dell‘ambiente, ridurre le emissioni di gas serra, progettare prodotti sempre più ecocompatibili e continuare a migliorare la nostra gestione ambientale. L‘introduzione degli standard normativi Stage IIIB nel 2011 e 2012 ci offre un‘ulteriore opportunità per offrire ai nostri clienti prodotti in grado di soddisfare le loro esigenze quotidiane: macchine altamente efficienti, affidabili ed economiche, che operano con un impatto minimo sulla salute dell‘uomo e sull‘ambiente.
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CHE COS‘È IL LIVELLO STAGE IIIB? A partire dal 1996, una serie di norme per la limitazione delle emissioni inquinanti è stata progressivamente implementata nell‘ambito della Direttiva europea 97/68/CE. L‘applicazione della Direttiva è avvenuta in fasi, con l‘emanazione da parte della Commissione europea di standard normativi che si sono succeduti nel tempo, delineandone e rafforzandone gli scopi. Ogni livello ha imposto misure via via più severe per fare fronte ai diversi agenti inquinanti. I requisiti riguardano principalmente il particolato (PM) e gli ossidi di azoto (NOx), sostanze inquinanti particolarmente legate ai motori diesel. Il livello Stage IIIB preannuncia già lo Stage IV, che entrerà in vigore nel 2014 e abbatterà pressoché interamente le emissioni di NOx. Lo schema qui sopra offre una visione d‘insieme dei vari livelli e mostra la progressiva riduzione di PM e NOx.
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COSA ABBIAMO REALIZZATO CON I PRECEDENTI LIVELLI DA STAGE I A STAGE IIIA?
1 Il livello Stage I ha ridotto le emissioni di ossidi di azoto (NOx) delle macchine a motorizzazione diesel. 2 Il livello Stage II ha posto l‘accento su NOx, idrocarburi (HC) e particolato (PM). 3 Il terzo livello, lo Stage IIIA, ha imposto un‘ulteriore riduzione dei tassi di NOx. Per soddisfare quanto richiesto da questi tre livelli, abbiamo ridotto il PM del 65% e i NOx del 60%. Le richieste di messa in conformità variano a seconda della potenza dei motori. La gamma di escavatori Doosan include macchine con potenze comprese tra 51 e 463 HP. L‘entità e la natura delle modifiche apportate alle nostre macchine sono state di conseguenza assai articolate. Tra i miglioramenti di base introdotti nella nostra offerta vi sono la sovralimentazione, l‘ottimizzazione del sistema di combustione del motore e l‘adozione di impianti di iniezione Common Rail ad alta pressione HPCR (High Pressure Common Rail).
Engine Horsepower (kW)
24 - 50 (18 - 37) 50 - 75 (37 - 56) 75 - 100 (56 - 75) 100 - 175 (75 - 130) 175 - 750 (130 - 560)
QUALE SARÀ IL PROSSIMO PASSO? Rispetto al precedente livello Stage IIIA, lo Stage IIIB impone un’ulteriore riduzione del 90% del PM e del 50% dei NOx. Il livello Stage IV ridurrà ulteriormente i NOx dell’80%, abbattendo quasi completamente le emissioni sia di particolato che di ossidi d’azoto.
50 - 75 HP (37 - 56 kW)
Data di messa in conformità con lo Stage IIIB Conforme
Data di messa in conformità con lo Stage IV 2013
Nuovi sistemi necessari per lo Stage IIIB? Conforme
Nuovi sistemi necessari per lo Stage IV? Sì
75 - 100 HP (56 - 75 kW)
2012
2015
Sì
Sì
100 - 175 HP (75 - 130 kW)
2014
2015
Sì
Sì
175 - 300 HP (130 - 224 kW)
2011
2014
Sì
Sì
300 - 600 HP (224 - 447 kW)
2011
2014
Sì
Sì
Classe del motore
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Sistema di alimentazione del carburante Common Rail ad alta pressione HPCR Un sistema di iniezione altamente efficiente è essenziale per il funzionamento pulito di un motore diesel. Il sistema HPCR riesce a regolare meglio di altri la pressione del carburante e la fasatura di iniezione. Già largamente impiegato sui motori Doosan a elevata potenza, la sua tecnologia ECU (Electronic Control Unit) sarà fondamentale per assicurare la conformità con gli standard Stage IIIB e IV. Questo sistema consente l‘applicazione di altre tecnologie, come i filtri del particolato (DPF), i catalizzatori di ossidazione (DOC) e i sistemi di riduzione catalitica selettiva (SCR), descritti qui di seguito. COME FUNZIONA IL SISTEMA HPCR? PRESSIONE DEL CARBURANTE • La pompa pressurizza il carburante a valori elevati (22000 – 34000 psi / 1577 – 2344 bar) • Il sistema Common Rail immagazzina il carburante pressurizzato • Gli iniettori erogano il carburante al motore
FASATURA DI INIEZIONE
L‘ECU comanda con precisione gli iniettori per consentire molteplici iniezioni di carburante durante ogni ciclo di combustione.
POMPA ALTA PRESSIONE
ECU ELECTRONIC CONTROL UNIT
SERBATOIO DEL CARBURANTE
Il sistema HPCR è stato introdotto sulle macchine Doosan in concomitanza con lo Stage IIIA. La sua ECU è essenziale per le future tecnologie degli Stage IIIB e IV.
COMMON RAIL
VANTAGGI DI UNA COMBUSTIONE PIÙ EFFICIENTE L‘alta pressione trasforma il carburante in una nebulizzazione estremamente fine all‘uscita dagli iniettori. Si ottiene in questo modo una migliore combustione, la quale si traduce a sua volta in: Costi ridotti: poiché il carburante brucia in maniera più completa, il motore ne richiede una minore quantità per funzionare. Gas di scarico meno inquinanti: una minore quantità di carburante incombusto viene trattenuta nello scarico del motore. Migliori prestazioni: grazie alle molteplici iniezioni che avvengono durante ciascun ciclo di combustione, quest’ultima dura più a lungo, con conseguente produzione di più energia e una maggiore erogazione di potenza. Maggiore comfort: la combustione di maggiore durata determina una diminuzione della pressione massima nei cilindri del motore. Questo riduce le emissioni acustiche del motore, rendendo più confortevole l’utilizzo del mezzo. 4
SCR e EGR - adattare la tecnologia alle necessità dei motori I livelli Stage I-IV prendono di mira le sostanze inquinanti prodotte dalla combustione di carburante nei motori diesel. Sono richieste drastiche riduzioni dei NOx e del particolato. L‘abbattimento simultaneo di questi due agenti inquinanti rappresenta una sfida stimolante, in quanto la riduzione dell‘uno implica un incremento dell‘altro. Questo perché gli ossidi d‘azoto vengono prodotti alle alte temperature, contrariamente a quanto accade per il particolato.
I NOx si formano alle alte temperature Il particolato si forma alle basse temperature Doosan utilizzerà due diverse tecnologie per permettere a ogni motore di erogare il massimo delle prestazioni, ma con costi di esercizio ridotti: il sistema di ricircolo dei gas di scarico EGR (Exhaust Gas Recirculation) e il sistema di riduzione catalitica selettiva SCR (Selective Catalytic Reduction). La migliore soluzione sarà scelta di volta in volta in base alle caratteristiche tecniche e ai requisiti applicativi.
Le pale gommate di potenza superiore a 130 kW (175 HP) e tutti i dumper articolati utilizzeranno la tecnologia SCR, associata ai rinomati motori Scania. Le pale gommate di potenza inferiore a 130 kW (175 HP) e tutti gli escavatori, sia cingolati che gommati, utilizzeranno la tecnologia EGR, abbinata ai motori Doosan e Isuzu.
DOOSAN DL06
DOOSAN DL08
ISUZU 6UZ1X
ISUZU 6GW1X
E G R SCANIA DC09
SCANIA DC13
S C R LA TECNOLOGIA EGR IN SINTESI
LA TECNOLOGIA SCR IN SINTESI
• Adatta alle macchine da cantiere che richiedono capacità multi-task, come escavatori cingolati e gommati o pale gommate di potenza inferiore a 130 kW • Riduzione dei NOx • Nessuna modifica della tecnologia motoristica di base • Nessuna speciale procedura di assistenza e manutenzione • Nessuna speciale istruzione operativa • Non sono richiesti additivi
• Adatta alle macchine che richiedono coppia o velocità elevate, come le pale gommate di potenza superiore a 130 kW e i dumper articolati • Riduzione delle emissioni di particolato • Maggiore rendimento energetico • Miglioramento di potenza, coppia e accelerazione • Intervalli di manutenzione più estesi • Compatta e facile da installare (con lo stesso impianto già previsto per lo Stage IV) 5
Per completare il quadro:
Poiché i soli sistemi SCR e EGR non saranno sufficienti per ridurre le emissioni ai live post-trattamento.. Tra queste figurano l’ossidazione catalitica DOC (Diesel Catalytic Oxid Queste soluzioni sono già ampiamente utilizzate dai costruttori di autovetture. Esse pulis carbonica. La scelta del sistema di post-trattamento più adatto dipende dal moto
Sistema di ricircolo dei gas di scarico EGR (Exhaust Gas Recirculation) Gas di scarico raffreddati e ricircolati
Nota anche come ricircolo dei gas di scarico raffreddati CEGR (Cooled Exhaust Gas Recirculation), la tecnologia EGR, che richiede una maggiore capacità di raffreddamento, riduce i NOx attraverso il ricircolo dei gas di scarico verso il motore. Tale azione diluisce la quantità di ossigeno presente nella camera di combustione, riducendo la temperatura massima di quest‘ultima. Il risultato è la diminuzione della formazione di NOx e l‘aumento di quella del particolato. Per questo motivo, Doosan utilizza l‘EGR insieme a sistemi in grado di ridurre efficacemente le emissioni di particolato, come illustrato qui di seguito. Gas ricircolati
Scarico
Aspirazione dell‘aria
CATALIZZATORE DI OSSIDAZIONE DOC DIESEL OXIDATION CATALYST Il DOC è uno speciale catalizzatore che reagisce per contatto con i gas di scarico del motore. Questa reazione trasforma il particolato presente nei gas di scarico in sostanze innocue, come acqua e anidride carbonica.
DPF
DOC
Emissione di gas di scarico puliti, con una minore concentrazione di particolato.
Scarico Ingresso di gas di scarico con una maggiore concentrazione di particolato.
Filtro wall flow
FILTRO DEL PARTICOLATO DPF DIESEL PARTICULATE FILTER Il DPF filtra i gas di scarico per eliminare il particolato. Si compone di un sistema di filtraggio in ceramica di tipo "wall flow" (a canali chiusi) che separa il particolato dai gas di scarico.
I gas di scarico sporchi (frecce marroni) passano attraverso le pareti del filtro. Il particolato viene trattenuto e i gas puliti (frecce blu) fuoriescono dallo scarico.
Apposite barriere forzano i gas di scarico a passare attraverso le pareti del filtro.
Rigenerazione del DPF Per mantenere il filtro DPF pulito e sempre perfettamente funzionante si sfrutta l‘elevata temperatura dei gas di scarico per bruciare e smaltire il particolato accumulatosi al suo interno. Questo processo semi-automatico di depurazione è detto rigenerazione. 6
tecnologie di post-trattamento
elli richiesti dallo Stage IIIB, Doosan ha scelto di abbinarli a una serie di soluzioni di dation), il filtraggio di tipo DPF, la rigenerazione (alta temperatura) e l’additivo AdBlue®. scono i gas di scarico prodotti dal motore oppure li convertono in acqua, azoto e anidride ore. Doosan elaborerà soluzioni su misura per adattarle ai suoi sistemi SCR e EGR.
Sistema di riduzione catalitica selettiva SCR (Selective Catalyst Reduction) La tecnologia SCR applica una pressione di iniezione più elevata e ottimizza la combustione per garantire la riduzione dei consumi di carburante e una migliore reattività del motore. Questo riduce la formazione di particolato, ma aumenta la presenza di NOx nei gas di scarico. Questo problema viene risolto iniettando una soluzione a base di urea, l‘additivo AdBlue®, nel flusso dei gas di scarico, per trasformarli in azoto e acqua.
Emissione di gas di scarico più puliti, con una minore concentrazione di NOx. ® AdBlue
E
Scarico
ECU
R O T A IL ZZCR TA S A C
L‘AdBlue® si mescola con i gas di scarico e fluisce all‘interno del catalizzatore.
AdBlue®
L‘AdBlue® e i NOx reagiscono con il catalizzatore, formando sostanze innocue come azoto e vapore acqueo.
La tecnologia HPCR è di vitale importanza per i sistemi di post-trattamento. L‘ECU controlla e sorveglia la rigenerazione e la miscela di AdBlue®.
Gioco di squadra per lo Stage IV La scelta dei sistemi DOC/DPF o SCR è sufficiente per conformarsi alla maggior parte dei requisiti Stage IIIB. Per rispettare le più severe disposizioni Stage IV, Doosan abbinerà su molte delle sue macchine le tecnologie DOC/DPF e SCR.
DPF DOC
PF
C/D O D A
EM
SIST
® AdBlue
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Come tutti i costruttori di macchine movimento terra, Doosan sta compiendo grandi sforzi per migliorare e adattare i propri prodotti affinché siano sempre più rispettosi dell‘ambiente. "Nel settore delle macchine movimento terra pesanti vi sono cinque grandi tendenze ecologiche"*.
RIDUZIONE DEGLI SPRECHI
RIUTILIZZO E RICICLO "La maggior parte dei costruttori ha predisposto programmi per la ricostruzione di componenti o, talvolta, di intere macchine. Nell‘ambito di determinati programmi, un concessionario può ritirare una macchina usata, sostituirne i vecchi componenti, riverniciarla e venderla con un numero di serie che ne indica la ricostruzione. Questo è un esempio di riciclo".
MAGGIORE IMPIEGO DI FONTI RINNOVABILI "Soprattutto in Europa, si è assistito alla diffusione dell‘utilizzo di liquidi idraulici provenienti da fonti rinnovabili, come gli oli di soia o di colza. La maggior parte dei costruttori ha introdotto oli che, sebbene non siano derivati dal petrolio, soddisfano tutti i requisiti di resistenza all‘usura".
"I computer di bordo che rilevano i parametri d‘esercizio del motore stanno diventando sempre più diffusi. Quando un operatore si concede una pausa dal lavoro e rimane semplicemente seduto a bordo del veicolo, senza fare nulla, il computer di bordo riduce automaticamente il regime motore al minimo. Questo consente di risparmiare carburante, emissioni e denaro".
CARBURANTI DIESEL PIÙ PULITI "In base ai nuovi regolamenti europei e americani, le macchine movimento terra dovranno ridurre drasticamente le loro emissioni di ossidi d‘azoto e fuliggine entro il 2014. Lo svantaggio sta nel fatto che le macchine dotate di nuovi filtri ed altri accorgimenti potranno costare il 25% in più".
RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI2 CO "I costruttori stanno introducendo macchine ibride che utilizzano batterie per ridurre l‘impiego del motore nell‘alimentazione di organi del ciclo operativo. Alcuni costruttori stanno anche sperimentando motori più piccoli del normale, che alimentano un generatore. Il risultato è una significativa riduzione dei consumi di carburante e, di conseguenza, delle emissioni di biossido di carbonio".
Le caratteristiche e le dimensioni possono subire variazioni senza preavviso. Le illustrazioni del prodotto Doosan riportate potrebbero essere di apparecchi diversi da quelli standard.
tendenze ecologiche
(*) Qui descritte da Frank Manfredi, editore di Machinery Outlook.
Il vostro concessionario autorizzato Doosan
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