Il processo di miglioramento continuo di Cummins ci impone di cercare modi nuovi e innovativi per far funzionare i motori in modo più pulito, più forte e più a lungo. Sfruttiamo la nostra impareggiabile conoscenza tecnica dei sistemi di post-trattamento per offrire la tecnologia e il supporto giusti per soddisfare gli standard di emissione in costante evoluzione per i mercati on e off-highway, impegnando milioni di dollari ogni anno in attività di ricerca e sviluppo per rimanere al passo con questi settori in continua evoluzione.
Le tecnologie di post-trattamento svolgono un ruolo fondamentale nell'attenuare le emissioni nocive e nel garantire la conformità alle severe normative ambientali. In qualità di leader in questo settore, Cummins impiega una serie di soluzioni innovative per affrontare le sfide poste dalle normative sulle emissioni.
Il costante impegno di Cummins per l'innovazione è esemplificato da ingenti investimenti in iniziative di ricerca e sviluppo. Questo investimento è finalizzato a rimanere al passo con l'evoluzione degli standard sulle emissioni, a esplorare nuove tecnologie e a migliorare le soluzioni esistenti. Il nostro approccio proattivo alla ricerca e allo sviluppo garantisce che le tecnologie di post-trattamento rimangano all'avanguardia degli standard del settore, offrendo ai clienti soluzioni all'avanguardia.
Applicazione di sistemi di post-trattamento
- Non tutte le applicazioni richiedono sistemi di post-trattamento. Alcuni, come i generatori di energia di emergenza in Nord America, sono esenti.
- Le regioni con normative sulle emissioni più deboli hanno ritardato l'adozione di sistemi di post-trattamento.
- Le tecnologie avanzate di post-trattamento aiutano i motori diesel a mantenere efficienza e potenza, riducendo al contempo il loro impatto ambientale.
- Questo equilibrio tra prestazioni e responsabilità consente ai motori diesel di soddisfare gli standard sulle emissioni e contribuire a un ambiente più pulito.
Post-trattamento nei motori diesel a combustione interna (ICE)
- I sistemi di post-trattamento dei motori diesel sono fondamentali per ridurre le emissioni convertendo gli inquinanti nocivi in gas di scarico
in sostanze innocue. - Questi sistemi fungono da filtri per i gas di scarico nei
motori diesel. - Le principali tecnologie di post-trattamento includono:
- Filtri antiparticolato per motori diesel (DPF): catturano le particelle di fuliggine dallo scarico
- Riduzione catalitica selettiva (SCR): utilizzare una soluzione a base di urea per convertire gli ossidi di azoto in azoto e acqua
Progressi nei sistemi di post-trattamento diesel
- I sistemi di post-trattamento dei motori diesel si sono evoluti in tutto il mondo per soddisfare le normative ambientali più severe, gli standard sulle emissioni e le richieste del mercato.
- Dagli anni '1990: i catalizzatori di ossidazione diesel (DOC) sono stati utilizzati in Nord America per abbattere gli inquinanti negli scarichi.
- 2007: L'introduzione dei filtri antiparticolato per motori diesel (DPF) ha trasformato i sistemi passivi in attivi che richiedono una pulizia periodica.
- 2016: I sistemi a modulo singolo offrono un design compatto e leggero.
- I sistemi con livelli di NOx ultra bassi sono stati sviluppati con doppio dosaggio e riscaldatori per migliorare le prestazioni e soddisfare standard più severi.
Migliorare il controllo delle emissioni
- Gli standard EPA sulle emissioni guideranno l'adozione di nuovi strumenti di gestione termica per ridurre le emissioni NOx nei motori diesel.
- Gli approcci di controllo delle emissioni differiscono tra Europa e Nord America a causa dei diversi driver di mercato.
- L'Europa si concentra sul controllo dei NOx con particolare attenzione al risparmio di carburante. I filtri antiparticolato possono essere utilizzati per il controllo delle dimensioni delle particelle piuttosto che per la cattura della fuliggine.
- Il Nord America utilizzerà una tecnologia più avanzata per soddisfare le normative sui NOx ultra-bassi, allineandosi agli standard Euro 6.
- Cummins sta sviluppando la tecnologia per i motori diesel e a idrogeno, con l'obiettivo di ridurre la necessità di post-trattamento complessi man mano che la tecnologia dell'idrogeno si evolve.
Differenza tra sistemi di post-trattamento a idrogeno e diesel
- I motori diesel producono CO2, NOx e particolato (PM).
- I metodi di post-trattamento come il ricircolo dei gas di scarico (EGR) riducono i NOx, abbassando le temperature di combustione. Anche l'SCR e la riduzione selettiva non catalitica (SNCR) rimuovono i NOx.
- A differenza del diesel, i motori a idrogeno non necessitano di un filtro antiparticolato, riducendo così complessità e manutenzione.
- L'ICE a idrogeno utilizza un catalizzatore di ossidazione più semplice, mentre i sistemi SCR utilizzano lo stesso fluido di scarico diesel dei motori diesel.
- Il post-trattamento dell'idrogeno richiede l'uso di materiali speciali per gestire l'acqua nello scarico e prevenire reazioni metalliche.
- La tecnologia a combustione magra e i sistemi SCR aiutano a ridurre i NOx nei circuiti integrati a idrogeno, evitando la complessità del post-trattamento diesel.
Come funziona il sistema di post-trattamento nell'ICE a idrogeno?
- La combustione ideale dell'idrogeno produce solo vapore acqueo, ma le condizioni del mondo reale portano a emissioni NOx dovute all'azoto nell'aria.
- Il sistema di riduzione catalitica selettiva (SCR) riduce le emissioni NOx nei motori a combustione interna a idrogeno (ICE).
- Piccole emissioni di idrocarburi dall'olio motore possono richiedere l'adozione di un catalizzatore di ossidazione; tuttavia, bassi livelli di idrocarburi in alcune applicazioni possono richiedere solo un catalizzatore di scivolamento dell'ammoniaca.
- La combustione dell'idrogeno non produce direttamente CO2, anche se dal funzionamento SCR possono derivare minori emissioni di CO2.
Ruolo dei sistemi di post-trattamento nella transizione energetica
- L'Europa potrebbe classificare gli ICE a idrogeno come sistemi a emissioni zero. I regolatori nordamericani ne stanno ancora discutendo.
- Gli ICE a idrogeno riducono le emissioni di CO2 di circa il 90% rispetto al diesel, rendendoli una tecnologia "ponte" verso le emissioni zero.
- I veicoli elettrici a celle a combustibile a idrogeno (FCEV) sono considerati l'obiettivo a emissioni zero a lungo termine, ma necessitano di maggiori investimenti.
- I sistemi di post-trattamento sono essenziali affinché i circuiti integrati H2 riducano le emissioni e rimangano opzioni praticabili come soluzione di transizione più pulita.
Iniziative di ricerca e sviluppo
Tecnologie future all'avanguardia
Cummins non si limita a soddisfare gli attuali standard sulle emissioni, ma si impegna a sperimentare tecnologie future che anticipino e superino i prossimi requisiti normativi. I nostri team di ricerca e sviluppo esplorano soluzioni all'avanguardia, spingendo i confini di ciò che è possibile fare con la tecnologia di post-trattamento. Nell'ambito del nostro impegno per la sostenibilità, ci dedichiamo anche all'estensione dei requisiti di Extended Useful Life (EUL).
Miglioramento e ottimizzazione continui
Il cuore delle attività di ricerca e sviluppo di Cummins risiede nel continuo miglioramento e nell'ottimizzazione delle soluzioni di post-trattamento esistenti. Attraverso test rigorosi, progettazione basata sull'analisi, strumenti avanzati di simulazione del sistema, analisi dei dati e feedback dalle applicazioni reali, Cummins mette a punto le sue tecnologie per garantire prestazioni, qualità, durata e impatto ambientale ottimali.
Soluzioni adattive per varie applicazioni
Cummins è consapevole che settori e applicazioni diversi richiedono soluzioni su misura. Ecco perché progettiamo le nostre tecnologie di post-trattamento in modo che siano adatte all'applicazione, con un'attenzione particolare alla durata e all'affidabilità. Le nostre soluzioni sono in grado di resistere a diverse condizioni operative, garantendo prestazioni ottimali e la conformità ai requisiti globali. Dando priorità alla durata e all'adattabilità, Cummins offre tecnologie di post-trattamento che eccellono in qualsiasi ambiente in tutto il mondo.
Collaborazioni e partnership industriali
Cummins si impegna attivamente in collaborazioni e partnership industriali per promuovere una cultura di conoscenze e competenze condivise. Lavorando a fianco di altri leader del settore, sfruttiamo le intuizioni collettive e mettiamo in comune le risorse per affrontare le sfide del settore e promuovere l'innovazione in modo collaborativo.
Integrazione di materiali e produzione avanzati
Alla ricerca dell'eccellenza, Cummins esplora l'integrazione di materiali e processi produttivi avanzati. Questo approccio non solo migliora le prestazioni delle nostre tecnologie di post-trattamento, ma contribuisce anche agli obiettivi di sostenibilità, ottimizzando l'uso delle risorse e riducendo al minimo l'impatto ambientale.
Soluzioni incentrate sul cliente
Cummins pone una forte enfasi sulla fornitura di soluzioni incentrate sul cliente. Attraverso la ricerca e lo sviluppo, cerchiamo attivamente e incorporiamo il feedback dei nostri clienti, assicurandoci che le nostre tecnologie di post-trattamento siano in linea con le esigenze degli utenti, le preferenze operative e i requisiti specifici del settore.
Tecnologie di post-trattamento
Riduzioni catalitiche selettive (SCR)
L'SCR riduce le emissioni di ossidi di azoto (NOx) iniettando una soluzione a base di urea nel flusso di scarico, dove reagisce con gli NOx su un catalizzatore per formare azoto innocuo e vapore acqueo.
Filtro antiparticolato per motori diesel (FAP)
La tecnologia FAP di Cummins riduce significativamente le emissioni di particolato, migliorando la qualità dell'aria. È un componente fondamentale per soddisfare gli standard sulle emissioni di particolato.
Sensori e controlli avanzati
I sistemi di controllo intelligenti migliorano l'efficacia e l'affidabilità complessiva dei sistemi di post-trattamento, garantendo prestazioni ottimali in diversi scenari operativi.
Catalizzatore di ossidazione diesel
Il catalizzatore di ossidazione diesel (DOC) di Cummins è progettato per ridurre il monossido di carbonio (CO) e gli idrocarburi incombusti nel flusso di scarico. Svolge un ruolo fondamentale per ottenere emissioni più pulite promuovendo l'ossidazione di questi composti nocivi.
Catalizzatori SCR
I catalizzatori SCR utilizzano strutture porose avanzate e materiali catalitici efficienti per facilitare il processo di riduzione catalitica selettiva. Questo comporta la conversione degli ossidi di azoto (NOx) in azoto e vapore acqueo, in linea con gli obiettivi di riduzione delle emissioni.
Sistemi combinati
I sistemi combinati di Cummins integrano diverse tecnologie di post-trattamento per fornire un controllo completo delle emissioni. Combinando SCR, DPF e altri componenti, questi sistemi offrono prestazioni ottimizzate in varie condizioni operative, garantendo la conformità agli standard sulle emissioni.
Scatole per gas naturale e H2ICE
I nostri catalizzatori a tre vie sono utilizzati per le applicazioni dei motori a gas naturale, ossidano gli inquinanti dei gas di scarico (HC e CO) e riducono gli ossidi di azoto in componenti innocui. I nostri sistemi di motori a combustione di idrogeno (H2ICE) utilizzano tecnologie simili a quelle dei sistemi diesel, come l'SCR per ridurre gli ossidi di azoto e i filtri antiparticolato, al fine di soddisfare gli standard di emissione più severi al mondo.
Dosaggio del fluido di scarico diesel (DEF)
L'iniezione precisa di DEF (Diesel Exhaust Fluid) nel flusso di scarico dei motori dotati di sistemi SCR aiuta a ridurre le emissioni di ossidi di azoto.
Tecnologie di gestione termica
I riscaldatori elettrici e i dosatori di idrocarburi sono utilizzati per ottimizzare le prestazioni dei sistemi di post-trattamento mantenendo la temperatura dei gas di scarico all'interno dell'intervallo ottimale per ottenere reazioni efficienti di riduzione delle emissioni.
Riflettori puntati sull'innovazione del post-trattamento
