Technik

Scania stellt zur Intermat Einbaumotoren für strengere Grenzwerte vor

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Einbaumotoren von Scania erfüllen die Abgasgrenzwerte von Stage IV und Tier 4 final ohne Partikelfilter. Da nur die EGR- und SCR-Technologien zur Anwendung gelangen, ändert sich nichts am eigentlichen Einbau. Baugleiche Motoren sind in Ausführungen verfügbar, die alle heutigen Emissionsstufen erfüllen, einschließlich Stage II und IIIA.

Die strengen, seit 2011 in Europa und Nordamerika gültigen Abgasgrenzwerte waren eine große Herausforderung für alle Motorenhersteller. Die kommende europäische Norm Stage IV und die nordamerikanischen Vorschriften Tier 4f schreiben für Einbaumotoren von 2014 an NOx-Grenzwerte vor, die bei nur noch 0,4 g/kWh liegen. Die langjährige Erfahrung von Scania mit der Abgasrückführung EGR (Exhaust Gas Recirculation) und SCR (Selective Catalytic Reduction) bei Lastwagen und Bussen hat dazu geführt, dass diese Technologien jetzt auch bei Einbaumotoren von Scania zur Anwendung kommen:

Emissionsstufe Stage IV (2014)
Tier 4f (2014)
Stage IIIB (2011)
Tier 4i (2011)
Stage II
Stage IIIa
Emmissionstechnologie EGR + SCR SCR -

Die von 2014 an geltenden, sehr strengen Vorschriften Stage IV und Tier 4f können, dank sauberer und weiterentwickelter Verbrennungstechnologie, auch ohne einen Partikelfilter erfüllt werden. Alle diese Motorvarianten haben die gleiche "Baugröße“, so dass unabhängig von der gewünschten Schadstoffnorm die gleiche Installation verwendet werden kann – dies mindert erheblich den Arbeitsaufwand weltweit operierender OEM bei der Verwendung von Scania Motoren.

Scania nutzt für alle Abgasstufen die gleiche modulare Motorenplattform. Dadurch ist es für weltweit tätige OEM nicht notwendig, ihre Anlagen für jene Märkte zu ändern, welche die Stufen Stage II, III oder IV wünschen.

Modulkonzept

Seit Jahrzehnten verfolgt Scania die Philosophie, selbst die Kontrolle über sämtliche Stufen der Entwicklung und Leistungskontrolle seiner Motoren in der Hand zu behalten. Alle Technologien werden daher im eigenen Hause entwickelt, einschließlich Motormanagement, Kraftstoffeinspritzung und der Systeme für die Emissionskontrolle. Scania trifft diese strategische Entscheidung ganz bewusst, um zu gewährleisten, dass sämtliche Anforderungen und Ziele für die Leistung und den Verbrauch der Motoren erfüllt werden – bei gleichzeitig konsequenter Umweltverträglichkeit, Robustheit und hohem Bedien- und Wartungskomfort. So bilden etwa die Technologien von Scania für Motormanagement und Abgasnachbehandlung zur Erfüllung von Euro 6, die vor kurzem für Lastwagen eingeführt wurde, die Grundlage der Entwicklung des Einbaumotorenprogramms.

Das bewährte Modulsystem von Scania wird für das gesamte Motorenprogramm implementiert. Das gilt sowohl für Lkw- und Busmotoren als auch für Einbaumotoren. Dieses System erleichtert Wartung, Reparaturen sowie die Teileversorgung erheblich, da alle Motoren über die gleiche Zylinderkonstruktion verfügen, etwa separate Zylinderköpfe und auswechselbare Laufbuchsen. Auch viele andere Teile sind identisch. Wer einen Scania Motor kennt, kennt praktisch alle Scania Motoren – unabhängig davon, ob es sich um einen Reihen 9- oder 13-Liter-Motor oder einen 16-Liter V8-Motor handelt.

Scania XPI in der schematischen Darstellung
Scania XPI in der schematischen Darstellung
  1. Niederdruckpumpe
  2. Kraftstofffilter mit Wasserabscheider
  3. Einlass-Steuerventil
  4. Hochdruckpumpe
  5. Rail (Akkumulator)
  6. Rail Drucksensor
  7. Mechanisches Ablassventil
  8. Rücklauf Rail
  9. Elektronisch gesteuerter Kraftstoffinjektor

Common-Rail-Kraftstoffeinspritzung

Zentrale Eigenschaften der neuen Motorenbaureihe von Scania sind die Scania XPI Common-Rail-Kraftstoffeinspritzung und die geänderte Bohrung und Hub, die für mehr Leistung und größeren Hubraum sorgen. Der Waste-Gate-Turbolader und der höhere Verbrennungsdruck tragen beide zu höherer Effizienz bei. Da Scania sein eigenes Motormanagement verwendet, kann die Verbrennung mit höchster Präzision gesteuert und die Motoren auf verschiedene Einsatzbedingungen präzise abgestimmt werden – wie auch die Abgasnachbehandlungssysteme. Der Scania-Saver-Ring in der Zylinderlaufbuchse verhindert Kohlenstoffablagerungen oben am Kolben.

Die Motoren arbeiten mit einer Common-Rail Kraftstoffeinspritzung des Typs Scania XPI (Extra High-Pressure Injection):

Die Steuerung der gesamten Kraftstoffeinspritzung ist elektronisch. Daher gibt es keine Nocken an der Nockenwelle, die die Injektoren betätigen, keine Stößel, Stößelstangen oder Kipphebel für diese Zwecke.

Scania SCR

Seit mehreren Jahren setzt Scania sowohl EGR- als auch SCR-Technologie bei Lastwagen und Bussen ein. Um die ab 2014 gültige Schadstoffnorm Stage IV und Tier 4f zu erfüllen, benötigen die Einbaumotoren zusätzlich zum bereits heute eingesetzten SCR-System auch die Abgasrückführung EGR. Die Funktion des SCR-Systems basiert auf der Einspritzung eines Harnstoffadditivs (AdBlue oder DEF, Diesel Exhaust Fluid) in die Abgase im Hydrolyse-Katalysator. Diese wässrige Harnstofflösung bildet durch die Hitze der Abgase Ammoniak und tritt dann in den Katalysator ein. Wenn NOx im Katalysator mit Ammoniak reagiert, verwandeln sich die NOx-Moleküle der Abgase in Stickstoff und Wasser. NOx ist ein Sammelbegriff für Stickoxide (NO und NO2), die bei der Verbrennung anfallen.

Alle Komponenten des SCR-Systems werden von Scania geliefert - vom Versorgungstank für AdBlue über den Katalysator bis hin zum NOx-Sensor. Dabei kommen hochwertige Materialien zur Anwendung, da die wässrige Harnstofflösung bei Metallen korrosiv wirkt, wie bei nicht legiertem Stahl oder verzinktem Stahl.

Arbeitsprinzip Scania SCR.
Arbeitsprinzip Scania SCR.

EGR Abgasrückführung

Bei der Abgasrückführung EGR wird eine kleine Menge von Abgasen über die Einlassluft in den Motor zurückgeführt und verringert auf die Weise Sauerstoffgehalt. Dies führt zu einer reduzierten Verbrennungstemperatur und einer weiteren Senkung der Emissionen.

Scania EGR verbessert gleichzeitig die Effizienz der Verbrennung, was sich in Form eines reduzierten Kraftstoffverbrauchs auszahlt. Die Kühlergrößen bleiben bei der Schadstoffnorm Stage iV/Tier 4f durch den Einsatz von Scania EGR unverändert, was einen Umstieg vereinfacht. Für dieses System sind keine zusätzlichen Wartungsmaßnahmen erforderlich.

Um die Abgasgrenzwerte Stage IV und Tier 4f im Jahr 2014 zu erfüllen, sorgt die Kombination von Scania EGR und Scania SCR für einen so hohen Reinheitsgrad, dass Scania diese Grenzwerte ohne einen Partikelfilter erfüllen kann. Dies spart Platz und reduziert die Komplexität. In beiden Technologien steckt gleichzeitig noch hohes Entwicklungspotenzial.

Arbeitsprinzip Scania EGR.
Arbeitsprinzip Scania EGR.

Lange Wartungsintervalle

Wartungs- und Ölwechselintervalle für Einbaumotoren liegen bei vollen 500 Betriebsstunden. Das bewährte Modulsystem von Scania mit den gemeinsamen Komponenten und Systemen für die verschiedenen Motorbaureihen senkt die Ausgaben für die Lagerhaltung. Zusätzlich wird die Ausbildung der Techniker durch die einheitlichen Bauteile der verschiedenen Motorserien erleichtert.

 
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