Ein Nachbehandlungssystem, das die künftigen EPA-Vorschriften erfüllt

Was sind die kommenden Emissionsvorschriften in Nordamerika?

Die EPA27-Emissionsregel ist eine Reihe von Vorschriften, die von der Environmental Protection Agency (EPA) festgelegt wurden, um die Stickoxidemissionen (NOx) von leichten, mittelschweren und schweren Nutzfahrzeugen deutlich zu senken. Diese Vorschriften treten mit den 2027 Motormodellen in Kraft und erfordern eine Reduzierung der NOx-Emissionen um mehr als 75 % im Vergleich zu den aktuellen Normen.

Die Einhaltung dieser strengen Normen erfordert einen Ansatz auf Systemebene, der sowohl den Motor als auch die Komponenten zur Abgasnachbehandlung optimiert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Fahrzeuge die Emissionsanforderungen erfüllen und gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz und Leistung unter realen Betriebsbedingungen erhalten bleiben.

Wie hat sich das Abgasnachbehandlungssystem verändert, um die EPA27-Vorschriften zu erfüllen?

Um die EPA27-Konformität zu erreichen, hat Cummins Änderungen am Abgasnachbehandlungssystem vorgenommen, darunter:

• Vom Einzelmodul zum Doppelmodul: EPA27-Systeme werden über zwei Katalysatorbaugruppen verfügen: eine Dieselpartikelfilter-Baugruppe (DPF) und eine SCR-Baugruppe (Selective Catalytic Reduction). 
• Elektrisches Heizsystem von Cummins: Zwei elektrische 5-kW-Heizungen, die sich am Eingang jeder Baugruppe befinden, werden von einer am Motor montierten 48-V-Lichtmaschine angetrieben, die eine präzise Temperaturregelung ermöglicht. 
• Design der SCR-Baugruppe: Die SCR-Baugruppe implementiert einen parallelen Abgasstrom, um den Gegendruck und die Gesamtlänge zu verbessern und gleichzeitig den Wärmeverlust zu minimieren.

Durch die Umsetzung dieser Konstruktionsänderungen verbessert Cummins die Emissionsleistung bei gleichzeitiger Wahrung von Haltbarkeit und Zuverlässigkeit.

Warum sind Elektroheizungen die Lösung, um die EPA27-Regeln zu erfüllen?

Damit NOx-Reduktionstechnologien wie SCR-Katalysatoren wirksam sind, müssen sie optimale Betriebstemperaturen erreichen und aufrechterhalten. Kalte Motorstarts und Bedingungen mit niedriger Last können jedoch verhindern, dass sich die Katalysatoren schnell genug aufheizen, um NOx zu reduzieren, was zu höheren Emissionen führt.

Elektroheizungen bieten eine direkte Lösung, indem sie Wärme genau dann und dort liefern, wo sie benötigt wird. Durch das schnelle Erreichen der erforderlichen Temperaturen beginnt das System fast sofort mit der Reduzierung der Emissionen. Dies gewährleistet die Einhaltung der Vorschriften unter realen Bedingungen, selbst bei schwierigsten Einsätzen.

Neben dem Temperaturmanagement ist ein weiterer wichtiger Vorteil von Elektroheizungen die Möglichkeit, die Gesamtsystemgröße zu reduzieren. Anstatt das Katalysatorvolumen signifikant zu erhöhen, um die Emissionsgrenzwerte einzuhalten, nutzt das Twin-Modul-System strategisch Wärme, um die Leistung zu optimieren. Obwohl die Anforderungen an die NOx-Reduktion um mehr als 75 % strenger sind, ist das Volumen des Twin-Modul-Katalysators weniger als 20 % größer als das des Einzelmodul-Äquivalents in aktuellen Produkten. Dank Verbesserungen am 2027 X15 wurde das Gewicht des Motors ausreichend reduziert, so dass der gesamte Motor und das Abgasnachbehandlungssystem im Vergleich zum vorherigen X15-System gewichtsneutral sind.

Warum hat Cummins Emission Solutions seine eigenen Elektroheizungen entwickelt?

Cummins Emission Solutions untersuchte die verfügbaren Elektroheizungen für die gewerbliche Industrie, stellte jedoch fest, dass keine die hohen Anforderungen an Haltbarkeit, Leistung und Leistung erfüllte. Infolgedessen entwickelte das CES-Team eine eigene Heizlösung, die auf die Anforderungen eines EPA27-konformen Abgasnachbehandlungssystems zugeschnitten ist.

Diese Heizungen sind auf langfristige Zuverlässigkeit ausgelegt und gewährleisten minimale Auswirkungen auf den Abgasstrom und liefern gleichzeitig die notwendige Wärme für die Katalysatoraktivierung. Es gibt zwar keine planmäßige Wartung für die Heizungen, aber sie sind so konzipiert, dass sie im Falle eines Ausfalls gewartet werden können. Dies minimiert die Ausfallzeiten des Fahrzeugs und hilft den Fahrern, schnell auf die Straße zurückzukehren.

Schlussfolgerung

Cummins hat seine Erfahrung im Bereich der Emissionskontrolle genutzt, indem es etablierte Technologien wie DOC, DPF und SCR-Katalysatorarchitektur mit einer neuen, hochmodernen elektrischen Heizlösung kombiniert hat. Dieser innovative Ansatz gewährleistet die Einhaltung der EPA27-Regel bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung von Effizienz und Zuverlässigkeit. Durch die Optimierung des Wärmemanagements und der Systemleistung bietet Cummins eine robuste Lösung, die den sich wandelnden Anforderungen der Nutzfahrzeugindustrie gerecht wird.