TECNOLOGIA DEI MOTORI

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UN'AZIENDA CHE CRESCE INSIEME ALLA SOCIETÀBobcat è fiera delle sue innovazioni e della loro capacità di dare forma al futuro. Da diversi decenni siamo

all'avanguardia nella creazione di strategie volte a realizzare sistemi produttivi più ecologici, ridurre le emissioni

di gas serra, fabbricare prodotti sempre più eco-compatibili e migliorare continuamente il nostro approccio verso

l'ambiente. Le norme a protezione dell'ambiente si concentrano in particolare su particolato (PM) e ossidi di azoto

(NOx), principali sostanze inquinanti legate ai motori diesel.

• Gli ossidi di azoto (NOx) contribuiscono alla formazione di ozono a livello del suolo, più comunemente detto

smog

• Il particolato (PM) è composto dalla fuliggine e dal carburante incombusto emessi con i gas scarico (e che

conferiscono loro il caratteristico colore nero)

L'introduzione dello standard Stage IV nel 2014 ci ha offerto ancora una volta l'opportunità per offrire ai nostri clienti

macchine dalle elevate prestazioni, affidabili ed economiche, in grado di rispondere alle loro esigenze quotidiane con

un impatto minimo su salute e ambiente.

EVOLUZIONE EMISSIONI MACCHINE MOBILI NON STRADALI

La normativa che regola l'abbattimento delle emissioni inquinanti è stata introdotta nel 1999 dalla Direttiva europea

97/68/CE. La Commissione europea ha precisato e definito l'ambito della direttiva suddividendone la progressiva

applicazione in più fasi (Stage).

Ogni livello ha imposto misure via via più severe per limitare i diversi agenti inquinanti. Lo Stage IV è entrato in vigore

nel 2014 e richiede la pressoché totale eliminazione dei NOx.

CHE COS'È LO STAGE IV?

Riduzione delle emissioni

Stage I (1999) - Stage IV (2014)

Particolato (PM) -

Ossidi di azoto (NOx)

9.2

6.6

42

0.4

0.02

0.2

0.54

Stage I (1999)Stage II (2002)Stage IIIA (2006)

Stage IIIB (2011)

Stage IV (2014)

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Diverse tecnologie sono state sviluppate per soddisfare i più recenti requisiti normativi sulle emissioni: il sistema di

iniezione ad alta pressione Common Rail HPCR (High Pressure Common Rail), il sistema di ricircolo dei gas di scarico

EGR (Exhaust Gas Recirculation), il catalizzatore di ossidazione diesel DOC (Diesel Oxidation Catalystl) e il sistema

di riduzione catalitica selettiva SCR (Selective Catalytic Reduction). Bobcat utilizza diverse combinazioni di queste

tecnologie, scegliendo la soluzione più efficiente in base al tipo di macchina e al motore a questa più adatto.

TECNOLOGIE STAGE IIIB E STAGE IV

La tabella precedente mostra l'ordine di grandezza della riduzione dei livelli di emissioni dallo Stage I allo Stage IV:

POTENZA MOTRICE P — 56 ≤ P ≤ 130 kWCO HC NOx PM

in g/kWh

Stage I (1999) 5,0 1,3 9,2 0,70Stage IV (2014) 5,0 0,19 0,4 0,025Riduzione emissioni (in %) dallo Stage I allo Stage IV 0% -85% -96% -96%

COME SI È MOSSA BOBCAT NEL PASSAGGIO DALLO STAGE I ALLO STAGE IV?Stage I: abbiamo ridotto le emissioni di ossidi di azoto (NOx) dei motori diesel

Stage II: abbiamo ridotte le emissioni di NOx, idrocarburi (HC) e particolato (PM)

Stage III: abbiamo realizzato una sensibile riduzione del PM e un'ulteriore riduzione dei NOx

Stage IV: abbiamo ridotto drasticamente i livelli di NOx e ulteriormente ridotto il PM

Poiché i requisiti di limitazione delle emissioni e le specifiche di conformità sono legate alla potenza del motore,

l'estensione e il tipo di modifiche introdotte varia considerevolmente a seconda dei modelli. Tutte le nostre macchine

condividono però alcune migliorie base tra le quali sovralimentazione, ottimizzazione del sistema di combustione e

adozione di impianti di iniezione Common Rail ad alta pressione HPCR (High Pressure Common Rail).

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IL SISTEMA DI INIEZIONE COMMON RAIL AD ALTA PRESSIONE (HPCR)Un sistema di iniezione altamente efficiente

è essenziale ai fini del funzionamento pulito

di un motore diesel. L'iniezione HPCR è

un sistema avanzato che riesce a regolare

meglio di altri la pressione del carburante

e la fasatura di iniezione. Il sistema HPCR è

largamente impiegato sui motori Bobcat

ad alte prestazioni e la tecnologia della sua

centralina motore è fondamentale per la

conformità agli standard Stage IIIB e IV.

COME FUNZIONA IL SISTEMA HPCR?Pompa alta pressione

Common Rail

Centralina motore (ECU)Il sistema HPCR è stato introdotto sulle alcune macchine Bobcat nella fase Stage IIIA. La ECU impiegata con questo sistema è essenziale per le tecnologie Stage IIIB e IV.

Pressione del carburante

• La pompa alta pressione pressurizza il carburante a valori elevati (1600-2400 bar)

• L'impianto Common Rail immagazzina il carburante pressurizzato

• Gli iniettori erogano il carburante al motore

Fasatura di iniezione

L'ECU controlla con precisione l'azionamento degli iniettori per consentire iniezioni multiple di carburante durante

ogni singolo ciclo di combustione.

I vantaggi di una combustione più efficiente

L'alta pressione trasforma il carburante in uscita dagli iniettori in una nebulizzazione estremamente fine. Si ottiene in

questo modo una migliore combustione che a sua volta si traduce in:

• Costi inferiori per il carburante: il carburante brucia in maniera più completa e il motore ne richiede una minore

quantità per funzionare

• Gas di scarico più puliti: una minore quantità di carburante incombusto viene emessa nei gas di scarico

• Prestazioni migliori: le iniezioni multiple rendono il ciclo di combustione più lungo, con un maggiore rendimento

energetico e una maggiore potenza erogata dal motore

• Più comfort: la combustione di maggiore durata riduce la pressione di picco nei cilindri e quindi le emissioni

acustiche del motore, rendendo più confortevole l'utilizzo del mezzo

• L'iniezione HPCR consente inoltre l'utilizzo di altre tecnologie, come il catalizzatore di ossidazione diesel (DOC), la

riduzione catalitica selettiva (SCR) e il filtro antiparticolato diesel (DPF)

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IL SISTEMA DI RICIRCOLO DEI GAS DI SCARICO (EGR)

Noto anche come CEGR (Cooled Exhaust

Gas Recirculation, ricircolo gas di scarico

raffreddato), questo sistema riduce i NOx

sfruttando il ricircolo di una parte dei gas

esausti verso il motore. Tale azione diluisce

la quantità di ossigeno presente in camera di

scoppio, riducendo la temperatura massima

di combustione. Il risultato è una minore

formazione di NOx accompagnata però da

una maggiore quantità di particolato. Per

questo motivo, Bobcat affianca l'impianto

EGR a sistemi di post-trattamento (DOC e/o

DPF) per l'abbattimento delle emissioni di

particolato, come qui di seguito illustrato.

CATALIZZATORE DI OSSIDAZIONE (DOC)Il DOC è uno speciale catalizzatore che reagisce per contatto con i gas di scarico. La reazione

che si produce trasforma il particolato presente nei scarico in sostanze innocue, come acqua

e anidride carbonica.

Caratteristiche del DOC

• Nessuna modifica della tecnologia motoristica di base

• Nessuna speciale procedura di assistenza e manutenzione

• Nessuna speciale istruzione operativa

• Non richiede additivi

Caratteristiche del sistema EGR

• Nessuna modifica della tecnologia motoristica di base

• Nessuna speciale procedura di assistenza e manutenzione

• Nessuna speciale istruzione operativa

• Non richiede additivi

Gas di scarico Collettore aria

Gas ricircolati

Gas

di s

cari

co ra

ffre

ddat

i e ri

circ

olat

i

Idrocarburi

Ossidi di azoto

Particolato (PM)

Monossido di carbonio

Biossido di carbonio

Acqua

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FILTRO ANTIPARTICOLATO DIESEL (DPF)

Il DPF utilizza un sistema di filtraggio in ceramica di tipo "wall flow" (a canali chiusi) per separare e rimuovere il PM dai

gas esausti del motore.

Caratteristiche del DPF

• Riduzione delle emissioni di NOx integrata

nel progetto del motore

• Maggiore efficienza dei consumi

• Tecnologia compatta e di facile installazione

• Non richiede additivi

Rigenerazione del DPF

L'elevata temperatura dei gas di scarico viene

sfruttata per bruciare e smaltire il particolato

accumulatosi nel filtro e mantenere così il DPF

pulito e sempre perfettamente funzionante.

Questo processo semi-automatico di

depurazione è detto "rigenerazione".

Apposite barriere forzano i gas di scarico a passare attraverso le pareti del filtro.

Filtro a canali chiusiI gas di scarico sporchi (frecce marroni) passano attraverso le pareti del filtro. Il particolato viene trattenuto e vengono emessi gas di scarico più puliti.

Ritorno del carburante diesel

Ingresso carburante dieselFiltro carburante

Unità di dosaggio (MU)

Motore diesel

Gas di scarico del motore con particolato

Sensore temperatura

Unità di iniezione (IU)

Attuatori Sensori

DOC DPF

Sensore temperatura

Pompa del carburante

Serbatoio carburante

Centralina motore (ECU)

Sensore pressione differenziale

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RIDUZIONE CATALITICA SELETTIVA (SCR)

I motori progettati per i sistemi SCR applicano una pressione di iniezione più elevata e ottimizzano la combustione

per ridurre i consumi di carburante e migliorare la reattività del motore. Questo riduce la formazione di particolato, ma

aumenta la presenza di NOx nei gas di scarico.

Una soluzione a base di urea (nota come AdBlue® o anche DEF = Diesel Exhaust Fluid, additivo per emissioni diesel) viene

quindi iniettata nel flusso di scarico, trasformando i gas di scarico in azoto e acqua, elementi innocui per l'ambiente.

Caratteristiche dell'SCR

• Riduzione delle emissioni di PM integrata nel

progetto del motore

• Maggiore efficienza dei consumi

• Tecnologia compatta e di facile installazione

• Ampia reperibilità dell'additivo AdBlue

• Non richiede rigenerazione

Modulo iniezione AdBlue®

Motore diesel

Gas di scarico del motore con particelle di NOx

Filtro

Catalizzatore SCR

Attuatori

Sensori

Sensore temperatura AdBlue®

Serbatoio AdBlue®

Sensore livello AdBlue®

Sensore temperatura

Sensore temperatura

Modulo dosatore con iniettore

Centralina motore (ECU)

N2

H2O

DI CE - Drève Richelle 167 - B-1410 Waterloo, Belgium

www.bobcat.eu

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©2015 BOBCAT B4459500-IT (03-15)

EGR, DOC, DPF E SCR: L A TECNOLOGIA AL SERVIZIO DEI MOTORI!Bobcat utilizza diverse tecnologie per ottimizzare i diversi tipi di motore in modo da consentire loro di erogare il massimo delle

prestazioni al più basso costo operativo.

La scelta dell'opzione migliore – la combinazione tra EGR e DOC, o tra EGR, DOC e SCR, o tra EGR, DOC e DPF – avviene sulla

base delle caratteristiche tecniche e dei requisiti dell'applicazione.

MARCA MOTORE TIPO MOTORE INIEZIONE TURBOCOMPRESSORE * CONTROLLO EMISSIONI CLASSE EMISSIONI

HPCR WGT VGT EGR DOC DPF SCR

KUBOTA Varie Stage IIIA

BOBCAT D18 Stage IIIB

BOBCAT D24 Stage IIIB

BOBCAT D34 Stage IV

YANMAR 4TNV98 Stage IIIA

YANMAR 4TNV94L Stage IIIA

YANMAR 4TNV98C Stage IIIB

PERKINS 1104D-E44TA Stage IIIA

DEUTZ TCD3.6 L4 Stage IIIB

(*)WGT = Waste Gate Turbocharger (Turbocompressore con valvola wastegate)VGT = Variable Geometry Turbocharger (Turbocompressore a geometria variabile)