Bei Cummins verlangt unser kontinuierlicher Verbesserungsprozess, dass wir nach neuen und innovativen Wegen suchen, um Motoren sauberer, stärker und länger laufen zu lassen. Wir nutzen unser unübertroffenes technisches Verständnis von Systemen für die Abgasnachbehandlung zur Bereitstellung der richtigen Technologie und Unterstützung, um die sich ständig weiterentwickelnden Emissionsstandards für On- und Off-Highway-Märkte zu erfüllen. Wir investieren jedes Jahr Millionen Dollar in Forschung und Entwicklung, um diesen sich ständig weiterentwickelnden Branchen voraus zu bleiben.
Abgasnachbehandlungstechnologien spielen eine entscheidende Rolle bei der Minderung schädlicher Emissionen und der Gewährleistung der Einhaltung strenger Umweltvorschriften. Als führendes Unternehmen auf diesem Gebiet setzt Cummins eine Reihe innovativer Lösungen ein, um den Herausforderungen zu begegnen, die sich aus den Emissionsvorschriften ergeben.
Unser unerschütterliches Engagement für Innovation zeigt sich bei Cummins in erheblichen Investitionen in laufende Forschungs- und Entwicklungsinitiativen. Diese Investition zielt darauf ab, den sich entwickelnden Emissionsstandards immer einen Schritt voraus zu sein, neue Technologien zu erforschen und bestehende Lösungen zu verbessern. Unser proaktiver Ansatz in Forschung und Entwicklung stellt sicher, dass die Abgasnachbehandlungstechnologien weiterhin den Industriestandards entsprechen und den Kunden Lösungen auf dem neuesten Stand der Technik bieten.
Anwendung von Abgasnachbehandlungssystemen
- Nicht alle Anwendungen erfordern Abgasnachbehandlungssysteme. Einige, wie z. B. Notstromaggregate in Nordamerika, sind davon ausgenommen.
- Regionen mit schwächeren Emissionsvorschriften haben die Einführung von Abgasnachbehandlungssystemen verzögert.
- Fortschrittliche Abgasnachbehandlungstechnologien helfen Dieselmotoren, ihre Effizienz und Leistung zu erhalten und gleichzeitig ihre Umweltbelastung zu reduzieren.
- Dieses Gleichgewicht zwischen Leistung und Verantwortung ermöglicht es Dieselmotoren, die Emissionsstandards zu erfüllen und zu einer saubereren Umwelt beizutragen.
Abgasnachbehandlung in Diesel-Verbrennungsmotoren (ICE)
- Dieselmotor-Abgasnachbehandlungssysteme sind für die Reduzierung von Emissionen unerlässlich, da sie schädliche Schadstoffe in Abgasen in
harmlose Substanzen umwandeln. - Diese Systeme fungieren als Filter für Abgase in
Dieselmotoren. - Zu den wichtigsten Technologien für die Abgasnachbehandlung gehören:
- Dieselpartikelfilter (DPFs): Fangen Rußpartikel aus dem Abgas ab
- Selektive katalytische Reduktion (SCR): Verwenden Sie eine Lösung auf Harnstoffbasis, um Stickoxide in Stickstoff und Wasser umzuwandeln
Fortschritte bei Diesel-Abgasnachbehandlungssystemen
- Die Abgasnachbehandlungssysteme für Dieselmotoren haben sich weltweit weiterentwickelt, um strengere Umweltvorschriften, Emissionsnormen und Marktanforderungen zu erfüllen.
- Seit den 1990er Jahren: Diesel-Oxidationskatalysatoren (DOC) werden in Nordamerika verwendet, um Schadstoffe im Abgas abzubauen.
- 2007: Mit der Einführung von Dieselpartikelfiltern (DPF) wurden passive Systeme auf aktive Systeme umgestellt, die regelmäßig gereinigt werden müssen.
- 2016: Einzelmodulsysteme bieten eine kompakte, leichte Bauweise.
- Ultra-Low-NOx-Systeme wurden mit doppelter Dosierung und Heizung entwickelt, um die Leistung zu verbessern und strengere Standards zu erfüllen.
Fortschrittliche Emissionskontrolle
- Die EPA-Emissionsstandards werden die Einführung neuer Wärmemanagement-Tools zur Reduzierung der NOx-Emissionen von Dieselmotoren vorantreiben.
- Die Ansätze zur Emissionskontrolle unterscheiden sich zwischen Europa und Nordamerika aufgrund unterschiedlicher Markttreiber.
- Europa konzentriert sich auf die NOx-Kontrolle, wobei der Schwerpunkt auf dem Kraftstoffverbrauch liegt. Partikelfilter können eher zur Partikelgrößenkontrolle als zur Rußabscheidung verwendet werden.
- Nordamerika wird fortschrittlichere Technologien einsetzen, um die Vorschriften für extrem niedrige NOx-Werte zu erfüllen, die sich an den Euro 6-Normen orientieren.
- Cummins entwickelt die Technologie sowohl für Diesel- als auch für Wasserstoffmotoren weiter, um den Bedarf an komplexer Abgasnachbehandlung im Zuge der Weiterentwicklung der Wasserstofftechnologie zu reduzieren.
Unterschied zwischen Wasserstoff- und Diesel-Abgasnachbehandlungssystemen
- Dieselmotoren produzieren CO2, NOx und Feinstaub (PM).
- Abgasnachbehandlungsverfahren wie die Abgasrückführungssysteme (AGR-Systeme) reduzieren NOx, indem sie die Verbrennungstemperaturen senken. SCR und selektive nicht-katalytische Reduktion (SNCR) entfernen ebenfalls NOx.
- Im Gegensatz zu Dieselmotoren benötigen Wasserstoffmotoren keinen Partikelfilter, was die Komplexität und den Wartungsaufwand reduziert.
- Wasserstoff-Verbrennungsmotoren verwenden einen einfacheren Oxidationskatalysator, während SCR-Systeme die gleiche Diesel-Abgasflüssigkeit wie Dieselmotoren verwenden.
- Für die Wasserstoffnachbehandlung sind spezielle Materialien erforderlich, um mit Wasser im Abgas umzugehen und Metallreaktionen zu verhindern.
- Lean-Burn-Technologie und SCR-Systeme tragen dazu bei, NOx in Wasserstoff-ICE zu reduzieren und die Komplexität der Diesel-Abgasnachbehandlung zu vermeiden.
Wie funktioniert das Nachbehandlungssystem bei Wasserstoff-ICE?
- Bei der idealen Wasserstoffverbrennung entsteht nur Wasserdampf, aber unter realen Bedingungen kommt es aufgrund von Stickstoff in der Luft zu NOx-Emissionen.
- Das SCR-System (Selective Catalytic Reduction) reduziert die NOx-Emissionen von Wasserstoff-Verbrennungsmotoren (ICE).
- Für kleine Kohlenwasserstoffemissionen aus Motoröl kann ein Oxidationskatalysator erforderlich sein. Niedrige Kohlenwasserstoffgehalte in einigen Anwendungen erfordern jedoch möglicherweise nur einen Ammoniak-Schlupfkatalysator.
- Bei der Verbrennung von Wasserstoff wird nicht direkt CO2 freigesetzt, obwohl durch den SCR-Betrieb geringfügige CO2-Emissionen entstehen können.
Rolle von Abgasnachbehandlungssystemen in der Energiewende
- Europa kann Wasserstoff-Verbrennungsmotoren als emissionsfrei einstufen. Die nordamerikanischen Regulierungsbehörden debattieren noch.
- Wasserstoff-Verbrennungsmotoren reduzieren die CO2-Emissionen im Vergleich zu Diesel um etwa 90 % und bilden damit eine "Brückentechnologie" in Richtung Null-Emissionen.
- Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV) gelten als langfristiges Null-Emissions-Ziel, erfordern jedoch höhere Investitionen.
- Abgasnachbehandlungssysteme sind für H2-Verbrennungsmotoren unerlässlich, um die Emissionen zu reduzieren und als saubere Übergangslösung funktionsfähig zu bleiben.
Forschungs- und Entwicklungsinitiativen
Wegweisende Zukunftstechnologien
Cummins zielt nicht nur darauf ab, die aktuellen Emissionsstandards zu erfüllen. Wir sind bestrebt, Pionierarbeit bei der Entwicklung von Zukunftstechnologien zu leisten, die kommende regulatorische Anforderungen antizipieren und übertreffen. Unsere zukunftsorientierten F&E-Teams erforschen bahnbrechende Lösungen, die die Grenzen des Machbaren in der Abgasnachbehandlungstechnologie erweitern. Im Rahmen unseres Engagements für Nachhaltigkeit setzen wir uns auch dafür ein, die Anforderungen an die verlängerte Nutzungsdauer (EUL) zu verlängern.
Kontinuierliche Verbesserung und Optimierung
Das Herzstück unserer F&E-Bemühungen bei Cummins liegt in der kontinuierlichen Verbesserung und Optimierung bestehender Lösungen zur Abgasnachbehandlung. Durch strenge Tests, analysebasiertes Design, fortschrittliche Systemsimulationswerkzeuge, Datenanalysen und Feedback aus realen Anwendungen optimiert Cummins seine Technologien, um optimale Leistung, Qualität, Haltbarkeit und Umweltbelastung zu gewährleisten.
Adaptive Lösungen für vielfältige Anwendungen
Cummins ist sich bewusst, dass unterschiedliche Branchen und Anwendungen maßgeschneiderte Lösungen erfordern. Aus diesem Grund entwickeln wir unsere Technologien für die Abgasnachbehandlung anwendungstauglich, wobei wir großen Wert auf Langlebigkeit und Zuverlässigkeit legen. Unsere Lösungen halten unterschiedlichen Betriebsbedingungen stand und gewährleisten eine optimale Leistung und die Einhaltung globaler Anforderungen. Durch die Priorisierung von Langlebigkeit und Anpassungsfähigkeit liefert Cummins Abgasnachbehandlungstechnologien, die sich in jeder Umgebung rund um den Globus auszeichnen.
Zusammenarbeit und Industriepartnerschaften
Cummins engagiert sich aktiv in Zusammenarbeit und Branchenpartnerschaften, um eine Kultur des gemeinsamen Wissens und der gemeinsamen Erfahrung zu fördern. Durch die Zusammenarbeit mit anderen führenden Unternehmen auf diesem Gebiet nutzen wir kollektive Erkenntnisse und bündeln Ressourcen, um branchenweite Herausforderungen anzugehen und Innovationen gemeinsam voranzutreiben.
Integration fortschrittlicher Werkstoffe und Fertigung
Im Streben nach Exzellenz erforscht Cummins die Integration fortschrittlicher Materialien und Fertigungsprozesse. Dieser Ansatz verbessert nicht nur die Leistung unserer Abgasnachbehandlungstechnologien, sondern trägt auch zu Nachhaltigkeitszielen bei, indem er den Ressourcenverbrauch optimiert und die Umweltauswirkungen minimiert.
Kundenzentrierte Lösungen
Cummins legt großen Wert auf die Bereitstellung kundenorientierter Lösungen. Durch Forschung und Entwicklung holen wir aktiv das Feedback unserer Kunden ein und beziehen es ein, um sicherzustellen, dass unsere Abgasnachbehandlungstechnologien auf die Bedürfnisse der Benutzer, die betrieblichen Präferenzen und die branchenspezifischen Anforderungen abgestimmt sind.
Technologien zur Abgasnachbehandlung
Selektive katalytische Reduktionen (SCR)
SCR reduziert die Stickoxidemissionen (NOx), indem eine Lösung auf Harnstoffbasis in den Abgasstrom eingespritzt wird, wo sie mit NOx über einen Katalysator reagiert und harmlosen Stickstoff und Wasserdampf bildet.
Dieselpartikelfilter (DPF)
Die DPF-Technologie von Cummins reduziert die Partikelemissionen erheblich und verbessert so die Luftqualität. Es ist eine Schlüsselkomponente bei der Einhaltung der Vorschriften für Partikelemissionen.
Fortschrittliche Sensoren und Steuerungen
Intelligente Steuerungssysteme verbessern die Gesamteffektivität und Zuverlässigkeit von Abgasnachbehandlungssystemen und gewährleisten eine optimale Leistung unter verschiedenen Betriebsszenarien.
Diesel-Oxidationskatalysator
Der Diesel-Oxidationskatalysator (DOC) von Cummins wurde entwickelt, um Kohlenmonoxid (CO) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe im Abgasstrom zu reduzieren. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Erreichung saubererer Emissionen, indem es die Oxidation dieser schädlichen Verbindungen fördert.
SCR-Katalysatoren
SCR-Katalysatoren nutzen fortschrittliche poröse Wandstrukturen und effiziente Katalysatormaterialien, um den selektiven katalytischen Reduktionsprozess zu erleichtern. Dies führt zur Umwandlung von Stickoxiden (NOx) in Stickstoff und Wasserdampf, was mit den Emissionsreduktionszielen übereinstimmt.
Kombinationssysteme
Die Kombinationssysteme von Cummins integrieren mehrere Abgasnachbehandlungstechnologien, um eine umfassende Emissionskontrolle zu gewährleisten. Durch die Kombination von SCR, DPF und anderen Komponenten liefern diese Systeme eine optimierte Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen und gewährleisten die Einhaltung von Emissionsstandards.
Erdgas- und H2ICE-Boxen
Unsere Drei-Wege-Katalysatorsysteme werden für Anwendungen in Erdgasmotoren eingesetzt und oxidieren Abgasschadstoffe (HC und CO) und zerkleinern Stickoxide zu harmlosen Bestandteilen. Unsere Systeme für Wasserstoffverbrennungsmotoren (H2ICE) verwenden ähnliche Technologien wie Dieselsysteme wie SCR zur Reduzierung von Stickstoffoxiden und Partikelfilter, um die strengsten Emissionsstandards der Welt zu erfüllen.
Dosierung von Diesel-Abgasflüssigkeit (DEF)
Die präzise Einspritzung von Diesel-Abgasflüssigkeit (DEF) in den Abgasstrom von Motoren mit SCR-Systemen trägt zur Reduzierung der Stickoxidemissionen bei.
Technologien für das Wärmemanagement
Elektrische Heizungen und Kohlenwasserstoffdosierer werden eingesetzt, um die Leistung von Abgasnachbehandlungssystemen zu optimieren, indem sie die Temperatur der Abgase im optimalen Bereich für effiziente Emissionsreduktionsreaktionen halten.
Innovation bei der Abgasnachbehandlung im Rampenlicht
