1 - Apresentação Do Motor Tier 3

Cummins B Motores séries Tier 3

Melhorias na emissão de poluentes Tier 3

Reação de combustão em motores diesel: Cx Hy Sz + O2 + N2 Diesel

Ar

CO2 + H2O + N2 + O2 + NOx + HC + CO + SOx + C Componentes principais da exaustão

Componentes da exaustão encontram-se concentrados

Regulamentos do Tier 3:

 Regulamentos restritos e exigidos: – Redução de 40% de Nox em relação á motores Tier 2; – Redução de 82% de Nox em relação á motores fabricados em 1995;

Tier 3 comparado ao Tier 2 5

4.8

40%

NOx + NMHC (G/bhp-HR)

4.5 4 3.5

3.0

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Tier 2

Tier 3

O caminho para motores mais limpos:

Óxidos nitrosos (g/bhp-hr)

20

82% de redução de NOx (1996-2005)

54%

Nível não regular

15

10

35% Tier 1

5

40% ?

Tier 2

?

Tier 3 Tier 4

0 Ano

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

O caminho para motores mais limpos:

Ano Prior to 1996

NOx (g/bhp-hr) Desregular

Matéria Particulada (g/bhp-hr) Desregular

1996 [Tier 1]

6.9

0.54

2001 [Tier 2]

4.8

0.15

2005 [Tier 3]

3.0

0.15

2010 [Tier 4]

?

?

Regulamentos Tier 3:

 Fase em 4 anos;

Cavalos

Regulamento Tier 3 Em Fase:

48 - 99 HP

100 - 173 HP 174 - 301 HP 302 - 751 HP 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Time

* g/hp-HR NOx + NMHC

Regulamento Tier 3 Em Fase:

49 - 99 HP 100 - 173 HP 174 - 301 HP 302 - 751 HP 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Tempo

* g/hp-HR NOx + NMHC

Regulamento Tier 3

 Procedimentos de teste da ISO 8178 para uso nas modalidades série 8.

ISO 8178 Ciclo de teste da série 8 Potência

10% 100% 15%

10% 75%

15% 10%

50%

15%

Torque (%) 10%

Velocidade do motor

0.15 g/hp-hr PM 10%

15% Marcha

Torque

Tier 3 3.0 gr/hp--hr (NOx+NMHC)

Ratio

Regulamento Tier 3

 Qualidade do combustível.

Qualidade no combustível:

 Tier 3 não exige qualidade “limpa” para combustível fora de estrada;

 O combustível da Fora-estrada contém enxofre em até 5000 ppm – 10 vezes mais que o normal;

 O elevado uso de enxofre limita soluções técnicas para os fabricantes;

Programa de emissões Tier 3: 2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

U.S. EPA / CARB 8-18 kW (11-24 hp) 19-36 kW (25-48 hp) 37-74 kW (49-99 hp)

Tier3 QSB ( 4B )

75-129 kW (100-173 hp)

Tier3 QSB ( 4B - 96B)

130-224 kW (174-301 hp)

Tier 1

Tier 2 Mechanical C & QSC

Tier 3 QSC / QSL

225-449 kW (302-602 hp)

Tier 2 QSC / QSL / QSM / QSX

Tier 3 QSL / QSM / QSX

450-560 kW (603-751 hp)

Tier 2 QSX

Tier 3 QSX

>560 kW (>751 hp) Tier 1

Tier 2

Tier 3

2011

2012

2013

Tecnologia Tier 3

Impacto dos regulamentos de emissão no projeto do motor: Nível de emissão Mudanças no Projeto Tier 1

O sincronismo atrasado da injeção do combustível aumento da pressão de injeção do combustível

Tier 2

Sincronismo atrasado da injeção do combustível Aumento da pressão do combustível Aumento de impulso da turbina Pós resfriamento Ar para Ar Controles eletrônicos

Tier 3

Variado pelo fabricante

Tier 4

????? + tratamento posterior

Tecnologias competitivas: Fabricante

Solução no cilindro?

catalizador?

Impacto? Ver notas abaixo:

Sim sim não

EGR (quente ou frio) não não sim

Cummins Cat Deere

não não ?

Isuzu

não

sim

?

DDC

não

sim

?

Deutz

não

sim

?

Iveco

não

sim

?

Minimo custo Custo, rejeição do calor, confiabilidade Custo, rejeição do calor, confiabilidade Custo, rejeição do calor, confiabilidade Custo, rejeição do calor, confiabilidade Custo, rejeição do calor, confiabilidade

Pontos chaves da aprovação do Tier 3 Cummins  Tecnologia própria: – Pesquisa avançada de combustão direta  Impactos menores na instalação – Solução no cilindro – Não requer tratamento posterior – Controle eletrônico de sistema de injeção – Turbinas bloqueadas sem disperdício

Pontos chaves da aprovação do Tier 3 Cummins  Excelente economia de combustível – Economia relativa à motores mecânicos Tier 2 – Impacto de economia comparado ao Tier 2 eletrônico – Impacto similar na emissão de calor esperado  Confiabilidade – Nenhum requerimento novo para motores Tier 3

Pontos chaves da aprovação do Tier 3 Cummins

 Nenhum impacto com intervalos de manutenção

 Compatível com combustíveis fora de estrada com alto indíce de enxofre – Robusto para usuários mundiais

Características da combustão do diesel: Temperaturas 825K 950K 350K

Diesel Frio Ar morno Química

~1600K

2700K

Ar/diesel ricos Mix  = 4 Produtos para ricas NOx CO & 2 combustões H2O CO, UHC, & Particulas

Solução Cummins no cilindro

 Compreensão completa da combustão química  Habilidade de influenciar em combustões

= Solução robusta, mais valor no Tier 3

Tier 3 QSB e Motores série B

Evolução do produto B

Produto estabelecido 2 milhões em serviço Confiável / duráveli Compatível á emissões Tier 2

B Mechanical Tier 2 B

Cabeçote de 4 válvulas com injeção centralizada Sistema eletrônico de combustível Sem ajuste supeior

QSB

Cabeçote de 4 válvulas com injeção centralizada Sistema common rail de injeção Trem de engrenagem traseira Tecnologia avançada de combustão Sem ajuste supeior

Tier 3/ Estágio 3 QSB

Cummins QSB / Série B Impacto do Tier 3 no projeto do equipamento  Acima de 100 HP – Troca da plataforma para próximos motores – Trem de engrenagem traseiro – Sistema HPCR de combustível – Controles eletrônicos – Turbinas bloqueadas sem vazamentos – Resfriamento Ar para Ar  Abaixo de 100 HP – Aspiração natural e turbina

Tier 3 B Estratégia do produto

QSB6.7

QSB4.5

B4.5

130 - 275 HP

110 - 170 HP

80 - 110 HP

Tier 3/Stage 3

Tier 3/Stage 3

Tier 3/Stage 3

from Jan ’08

from Jan ‘07

from Jan ‘06

100 HP

175 HP

300 HP

Tier 3 B Schedule Overview Key OEM Milestones Alpha Prototype Ship Date Alpha engine order lead-time

QSB6.7 Apr'04

QSB4.5 Apr'04/ Nov'04

B4.5 Feb'05

6 months

6 months

6 months

Oct'04

May'05

Jan'06

6 months

6 months

6 months

Limited Production Date

Jun'05

Jan'06

Jul'06

Preliminary Performance information

Jan'04

Jun'04

Jan'05

Limited Production Performance Information

Oct'04

Mar'05

Oct'05

Final Performance Information

Jun'05

Sep'05

Apr'06

Beta Prototype Ship Date Beta Engine order lead-time

Tier 3 QSB estratégia de emissão

 Sistema Common rail de combustível alto pressurizado (HPCR) – Injeção multi-pulso – Controle cronometrado de injeção  4 Valvulas / cilindros com injeção centralizada – Injeção uniforme de combustível  Tecnologia avnçada de combustão – Solução no cilindro – Nenhum EGR externo – Compatível com combustíveis de alto indíce de enxofre

Tier 3 QSB Melhorias no desempenho  Respostas mais fortes do regulador de pressão em cada rpm  Potência melhorada com a partida fria  Fumaça branca na partida fria do motor reduzida em 70%  Redução de 3 à 5 dBA

Tier 3 QSB Características da redução de ruído  Trem de engrenagem traseira  Sistema de combustível HPCR – Torque baixo para locomoção – Bloco rígido  Controle eletrônico – Tampa isolada de válvulas

Tier 3 QSB Durabilidade/ Melhoria da confiabilidade  Áreas vedadas  Reprojetado o parafuso da    

cavidade do radiador de óleo Refrigeração direta no cilindro – Temperatura reduzida no cilindro Módulos do came largos Superfície maior no desgaste da tampa Fuligem baixa devido à tecnologia de combustão

Tier 3 QSB Eletrônicos

 Arquitetura eletrônica Common  Relação idêntica do OEM para todos os motores de 4.5 litros a 15 litros – Utilização do conector de 50 pinos Deutsch – Características similares para todos os modelos para fácil adequação de clientes – Interface da ferramenta eletrônica Common, ferramenta muito similar em motores eletrônicos