Na Cummins, nosso processo de melhoria contínua exige que procuremos maneiras novas e inovadoras de tornar os motores mais limpos, mais fortes e por mais tempo. Aproveitamos nossa compreensão técnica incomparável de sistemas de pós-tratamento para oferecer a tecnologia e o suporte certos para atender aos padrões de emissões em constante evolução para os mercados rodoviários e fora de estrada, comprometendo milhões de dólares todos os anos à P&D para permanecer na frente desses setores em constante evolução.
As tecnologias de pós-tratamento desempenham um papel fundamental na mitigação de emissões prejudiciais, ao mesmo tempo em que garantem a conformidade com regulamentos ambientais rigorosos. Como líder nesse campo, a Cummins emprega uma gama de soluções inovadoras para enfrentar os desafios colocados pelos regulamentos de emissões.
Na Cummins, nosso compromisso inabalável com a inovação é exemplificado por meio de investimentos substanciais em iniciativas contínuas de pesquisa e desenvolvimento. Esse investimento visa ficar à frente dos padrões de emissões em evolução, explorar novas tecnologias e melhorar as soluções existentes. Nossa abordagem proativa para a P&D garante que suas tecnologias de pós-tratamento permaneçam na vanguarda dos padrões do setor, fornecendo aos clientes soluções de última geração.
Aplicação de sistemas de pós-tratamento
- Nem todas as aplicações exigem sistemas de pós-tratamento. Alguns, como geradores de energia de emergência na América do Norte, são isentos.
- Regiões com regulamentos de emissões mais fracos atrasaram a adoção de sistemas de pós-tratamento.
- Tecnologias avançadas de pós-tratamento ajudam os motores a diesel a manter a eficiência e a potência, reduzindo seu impacto ambiental.
- Esse equilíbrio de desempenho e responsabilidade permite que os motores a diesel atendam aos padrões de emissão e contribuam para um ambiente mais limpo.
Pós-tratamento em motores de combustão interna a diesel (ICE)
- Os sistemas de pós-tratamento do motor diesel são vitais para reduzir as emissões ao converter poluentes nocivos presentes nos gases de escape
em substâncias inofensivas. - Esses sistemas atuam como filtros para gases de escape nos
motores a diesel. - As principais tecnologias de pós-tratamento incluem:
- Filtros de partículas diesel (DPF): captura partículas de fuligem do escape
- Redução catalítica seletiva (RCS): usa uma solução baseada em ureia para converter óxidos de nitrogênio em nitrogênio e água
Avanços nos sistemas de pós-tratamento a diesel
- Os sistemas de pós-tratamento de motores diesel evoluíram em todo o mundo para atender a regulamentações ambientais mais rígidas, padrões de emissões e demandas do mercado.
- Desde os anos 1990: catalisadores de oxidação de diesel (DOC) têm sido usados na América do Norte para quebrar poluentes no escape.
- 2007: a introdução de filtros de partículas diesel (FAP) transicionou sistemas passivos para os ativos que exigem limpeza periódica.
- 2016: sistemas de módulo único oferecem um design compacto e leve.
- Sistemas de NOx ultra baixos foram desenvolvidos com dosagem dupla e aquecedores para melhorar o desempenho e atender a padrões mais rigorosos.
Avanço no controle de emissões
- Os padrões de emissões da EPA impulsionarão a adoção de novas ferramentas de gestão térmica para reduzir as emissões de NOx em motores a diesel.
- As abordagens de controle de emissões diferem entre a Europa e a América do Norte devido a diferentes tendências de mercado.
- A Europa se concentra no controle de NOx com ênfase na economia de combustível. Os filtros de partículas podem ser usados para controle de tamanho de partículas em vez de captura de fuligem.
- A América do Norte usará tecnologia mais avançada para cumprir as regulamentações de NOx ultrabaixo, alinhando-se aos padrões Euro 6.
- A Cummins está avançando na tecnologia para motores a diesel e hidrogênio, com o objetivo de reduzir a necessidade de pós-tratamento complexo à medida que a tecnologia do hidrogênio evolui.
Diferença entre sistemas de pós-tratamento de hidrogênio e diesel
- Os motores a diesel produzem CO2, NOx e partículas (PM).
- Métodos de pós-tratamento como a recirculação de gás de escape (EGR) reduzem o NOx ao reduzir as temperaturas de combustão. A RCS e a redução seletiva não catalítica (SNCR) também removem o NOx.
- Ao contrário do diesel, os motores a hidrogênio não precisam de um filtro de partículas, reduzindo a complexidade e a manutenção.
- O ICE de hidrogênio usa um catalisador de oxidação mais simples, enquanto os sistemas RCS usam o mesmo fluido de escape diesel que os motores a diesel.
- O pós-tratamento de hidrogênio requer materiais especiais para lidar com a água no escape e evitar reações metálicas.
- A tecnologia de cõmbustão pobre e os sistemas de RCS ajudam a reduzir o NOx no ICE de hidrogênio, evitando a complexidade do pós-tratamento do diesel.
Como o sistema de pós-tratamento funciona no ICE de hidrogênio?
- A combustão ideal de hidrogênio produz apenas vapor de água, mas condições do mundo real levam a emissões de NOx devido ao nitrogênio no ar.
- O sistema de redução catalítica seletiva (RCS) reduz as emissões de NOx em motores de combustão interna de hidrogênio (ICEs).
- Pequenas emissões de hidrocarbonetos do óleo do motor podem precisar de um catalisador de oxidação; no entanto, baixos níveis de hidrocarbonetos em algumas aplicações podem exigir apenas um catalisador de deslizamento de amônia.
- A combustão de hidrogênio não produz CO2 diretamente, embora emissões menores de CO2 possam resultar da operação de RCS.
O papel dos sistemas de pós-tratamento na transição energética
- A Europa pode classificar as ICEs de hidrogênio como emissão zero. Os reguladores norte-americanos ainda estão debatendo.
- As ICEs de hidrogênio reduzem as emissões de CO2 em cerca de 90% em comparação com o diesel, tornando-as uma tecnologia de "ponte" para emissões zero.
- Os veículos elétricos de célula de combustível de hidrogênio (FCEVs) são vistos como a meta de emissão zero de longo prazo, mas precisam de maior investimento.
- Os sistemas de pós-tratamento são essenciais para que as ICEs H2 reduzam as emissões e permaneçam viáveis como uma solução transitória mais limpa.
Iniciativas de pesquisa e desenvolvimento
Tecnologias futuras pioneiras
A Cummins não visa apenas atender aos padrões atuais de emissões; nos esforçamos para criar tecnologias futuras pioneiras que prevejam e superem os próximos requisitos regulatórios. Nossas equipes de P&D com visão de futuro exploram soluções inovadoras, ultrapassando os limites do que é possível na tecnologia de pós-tratamento. Como parte de nosso compromisso com a sustentabilidade, também estamos dedicados à ampliação dos requisitos de vida útil prolongada (EUL).
Melhoria e otimização contínuas
Na Cummins, o coração de nossos esforços de P&D reside na melhoria e otimização contínuas das soluções de pós-tratamento existentes. Por meio de testes rigorosos, projeto baseado em análise, ferramentas avançadas de simulação de sistemas, análise de dados e feedback de aplicações do mundo real, a Cummins ajusta suas tecnologias para garantir o desempenho ideal, qualidade, durabilidade e impacto ambiental.
Soluções adaptativas para aplicações variadas
A Cummins entende que diferentes setores e aplicações exigem soluções personalizadas. É por isso que projetamos nossas tecnologias de pós-tratamento para serem adequadas à aplicação, com uma ênfase aguçada na durabilidade e confiabilidade. Nossas soluções podem resistir a diversas condições operacionais, garantindo o desempenho ideal e a conformidade com os requisitos globais. Ao priorizar a durabilidade e a adaptabilidade, a Cummins oferece tecnologias de pós-tratamento que se destacam em qualquer ambiente em todo o mundo.
Colaboração e parcerias do setor
A Cummins se envolve ativamente em esforços colaborativos e parcerias do setor para promover uma cultura de conhecimento e experiência compartilhados. Ao trabalhar ao lado de outros líderes no campo, aproveitamos conhecimentos coletivos e reunimos recursos para enfrentar os desafios em todo o setor e impulsionar a inovação de forma colaborativa.
Integração de materiais avançados e fabricação
Em busca de excelência, a Cummins explora a integração de materiais avançados e processos de fabricação. Essa abordagem não apenas melhora o desempenho de nossas tecnologias de pós-tratamento, mas também contribui para metas de sustentabilidade ao otimizar o uso de recursos e minimizar o impacto ambiental.
Soluções centradas no cliente
A Cummins coloca uma forte ênfase no fornecimento de soluções centradas no cliente. Por meio da P&D, buscamos e incorporamos ativamente feedback de nossos clientes, garantindo que nossas tecnologias de pós-tratamento se alinham às necessidades do usuário, preferências operacionais e requisitos específicos do setor.
Tecnologias de pós-tratamento
Reduções catalíticas seletivas (RCS)
A RCS reduz as emissões de óxido de nitrogênio (NOx) injetando uma solução baseada em ureia no fluxo de escape, onde reage com NOx sobre um catalisador para formar nitrogênio e vapor de água inofensivos.
Filtro de partículas diesel (FAP)
A tecnologia FAP da Cummins reduz significativamente as emissões de partículas, melhorando a qualidade do ar. É um componente fundamental para atender aos padrões de emissão de partículas.
Sensores e controles avançados
Os sistemas de controle inteligentes melhoram a eficácia geral e a confiabilidade dos sistemas de pós-tratamento, garantindo o desempenho ideal em diversos cenários operacionais.
Catalisador de oxidação de diesel
O catalisador de oxidação de diesel (DOC) da Cummins foi projetado para reduzir o monóxido de carbono (CO) e os hidrocarbonetos não queimados no fluxo de escape. Desempenha um papel crucial na obtenção de emissões mais limpas ao promover a oxidação desses compostos nocivos.
Catalisadores RCS
Os catalisadores RCS utilizam estruturas avançadas da parede porosa e materiais catalisadores eficientes para facilitar o processo de redução catalítica seletiva. Isso resulta na conversão de óxidos de nitrogênio (NOx) em nitrogênio e vapor de água, alinhando-se com as metas de redução de emissões.
Sistemas de combinação
Os sistemas de combinação da Cummins integram várias tecnologias de pós-tratamento para fornecer controle abrangente de emissões. Ao combinar RCS, FAP e outros componentes, esses sistemas oferecem desempenho otimizado em várias condições operacionais, garantindo conformidade com os padrões de emissões.
Caixas de gás natural e H2ICE
Nossos sistemas de catalisadores de três vias são usados para aplicações de motores a gás natural e oxidam poluentes de gás de escape (HC e CO) e reduzem os óxidos de nitrogênio em componentes inofensivos. Nossos sistemas de motor de combustão de hidrogênio (H2ICE) usam tecnologias semelhantes em sistemas a diesel, como RCS, para reduzir os óxidos de nitrogênio e filtros de partículas, a fim de atender aos padrões de emissão mais rigorosos do mundo.
Dosagem de fluido de escape diesel (DEF)
A injeção precisa de fluido de escape diesel (DEF) no fluxo de escape de motores equipados com sistemas RCS ajuda a reduzir as emissões de óxido de nitrogênio.
Tecnologias de gestão térmica
Os aquecedores elétricos e os dosadores de hidrocarbonetos são usados para otimizar o desempenho dos sistemas de pós-tratamento, mantendo a temperatura dos gases de escape dentro da faixa ideal para reações eficientes de redução de emissões.
Destaque para a inovação pós-tratamento
