Pakokaasujen jälkikäsittelylaitteet jo moottoritehtaalta – Perkins toimittaa koko paketin

Ekström on jakaantunut kahteen erilliseen yksikköön; Oy Ekströmin Koneliike Ab:hen, joka markkinoi ja myy uudet tuotteet sekä Oy Ekström Service Ab:hen, joka palvelee huoltoasioissa sekä hoitaa varaosamyynnin.
Myös Perkins on käynyt viime vuosina läpi melkoisen tuotekehitysohjelman päästömääräysten kiristymisen myötä. Kuten tämänkin lehden sivuilla jo on monesti kerrottu, astui offroad -työkoneissa (130-225 kW) alkuvuonna voimaan Stage IIIB/Tier 4 interim -vaihe. Ensi vuoden alusta se otetaan käyttöön myös pienempitehoisiin (56-130 kW) moottoreihin. Ja sitten vuonna 2013 ollaan jo lopullisessa Tier 4 final vaiheessa, jolloin esimerkiksi NOx –päästöt (typenoksidit) on alennettava lähes olemattomiin, 80-90 prosenttia verrattuna nykytasoon..
Maailmanlaajuisesti asia ei ole kuitenkaan kovin yksinkertainen. Nykyinen tiukin vaihe on käytössä ainoastaan osassa Euroopassa, Pohjois-Amerikassa ja Japanissa.
Todella suurilla alueilla kuten Venäjällä, Kiinassa ja suurimmassa osassa Etelä-Amerikkaa on vasta käytössä Tier 2/Stage II. Ja mikä ristiriitaisinta koko maailman tilannetta ajatellen, mm. Afrikassa, Lähi-Idässä, osassa Väli-Amerikkaa ja Australiassa ei ole käytössä vielä minkäänlaisia päästörajoituksia. Tilanne on vaikea jo, kun ajatellaan kaluston liikuttelemista maanosasta toiseen ja niiden kelpoisuuden valvomista paikallisten viranomaisten toimesta. Päästövalvontaa ja mittausta edellytetään jatkossa tehtäväksi kentällä, mutta viranomaisia ei tähän ole nimetty. Maalaisjärki sanoo, että tällä hetkellä ollaan aika mahdottomassa tilanteessa.
”Off road –kalustossa olisi varmaan ollut järkevintä keskittyä maailmanlaajuisesti yhteen ainoaan, esimerkiksi Tier  3/Stage IIIA -tasoon. Kun koko maailma menisi yksillä spekseillä, olisi se asiakkaillekin paljon edullisempaa. Koneiden ja moottoreiden valmistajille olisi myös saatu näin taloudellisesti järkevämpi pohja. Off road –kalusto vastaa vain murto-osaa maailman päästöistä”, muistuttaa tuotepäällikkö Arto Orjo Ekströmiltä.
Jatkoksi hän toteaa, että määräykset on kuitenkin tehty ja niillä mennään eteenpäin Perkinsilläkin.
”Ja vielä ollaan kaukana siitä, että Euroopan nykytaso kävisi esimerkiksi Afrikkaan. Nykymoottorit rikotaan äkkiä huonolla polttoaineella, joka on ongelma etenkin juuri Afrikassa. Eli myös asiakkaiden ja koneiden omistajien pitää olla selvillä siitä, mitä moottoreilta, polttoaineilta ja voiteluaineilta nykyisin vaaditaan. Ja minkälaisen koneen voi ylipäätään käyttöönsä hankkia. Uusi tekniikka tuo myös uudenlaista huoltotarvetta”, toteaa Simon J. Lee Perkinsiltä. Ja todettakoon, että edes vuonna 2016 Afrikassa ei tule olemaan käytössä vielä mitään päästöjen vähentämiseen tarkoitettua vaihetta.

Myös SCR tulee

”Moottorivalmistaja on aina vastuussa moottoriensa päästöistä. Ja koska halutut raja-arvot alitetaan vasta jälkikäsittelylaitteiden avulla, on moottorivalmistajan tehtävä tiivistä yhteistyötä konevalmistajan kanssa. Tämä puoli on Perkinsillä kyllä ajateltu loppuun asti. Me toimitamme moottorin mukana konevalmistajille myös jälkikäsittelylaitteet eli paketti on valmis asennettavaksi”, jatkaa Lee.
”Perkinsin typen oksideja ja partikkeleja vähentävä NRS (NOx Reduction System)  perustuu pakokaasujen takaisinkierrätyksen (EGR) sekä hapetuskatalysaattorin (DOC) ja hiukkassuodattimen (DPF) käyttöön. Tähän järjestelmään liittyy myös hiukkassuodattimen regeneroiminen, jolla saadaan poistettua kertynyt noki. Se tapahtuu täysin automaattisesti ja kuljettaja näkee vaiheen merkkivalosta ohjaamossa. Perkinsillä käytössä on moottorista riippuen sekä alhaisen että korkean lämpötilan regeneroiminen. Syntynyttä tuhkaa ei pystytä kuitenkaan regeneroimaan, joten se pitää poistaa erityisillä tuhkanpoistolaitteilla suodattimista. Tämä tarkoittaa suodattimen vaihtamista uuteen ja vanhan lähettämistä tuhkanpoistoon erikoislaitteisiin. Perkinsillä suositus tähän on 3000 (alle 130 kW) ja 4500 tuntia (yli 135 kW)”. Polttoaineen tulee olla täysin rikitöntä, koska rikki reagoi haitallisesti partikkelifiltterissä oleviin jalometalleihin, valistaa Orjo.
”Meidän käyttämämme tekniikan edut ovat hyvä tehon vasteaika ja laaja vääntömomentti. Polttoaineen kulutus laskee myös ja moottorin asentaminen on yksinkertaista. Järjestelmä ei kaipaa myöskään mitään lisäaineita”, luettelee Lee ja viittaa ureaa käyttävään SCR järjestelmään. SCR tulee kuitenkin Perkinsilläkin täydentämään teknologioita yli 56 kilowatin tehoisissa moottoreissa Tier 4 final vaiheessa – se tiedetään jo nyt.
”Kääntöpuolena EGR/DOC/DPF tekniikassa on pakollinen  jäähdytystehon lisääminen. Tämä lisää tilan tarvetta moottorin ympärillä. Jäähdytyskapasiteetin kasvattamistarve on noin kahdeksan prosenttia.”

Tier 4 final jo valmiina

ConExpossa Perkins toi markkinoille jo ensimmäisen Tier 4 final moottorinsa mallimerkinnällä 400F. Alle 46 kilowatin tehoisia, kolme- ja nelisylinterisiä 400 –sarjan moottoreita Perkins ilmoittaa myyneensä kaikkiaan yli miljoona kappaletta.
Perkinsin mukaan uusi moottori ei muutu tilantarpeen suhteen juurikaan D –malliin verrattuna, joten konevalmistajille sen käyttöönotto ei merkitse suuria muutoksia. Moottorin osatkin ovat 97 prosenttisesti samoja kuin aiemmassa mallissa.
Tuhkanpoisto suositellaan tehtäväksi 3000 tunnin välein, mikä pienemmissä koneissa merkitsee vuosien käyttöä. Moottorin sarjavalmistus alkaa näillä näkymin syyskuussa 2012 kaikilla Perkinsin 400 –sarjaa valmistavilla tehtailla niin Englannissa kuin Amerikassakin.
3,4 litran 850 –sarja käsittää kaksi mallia. Tier 4i/Stage IIIB yhteensopivat 854E ja 854F antavat teholuokat 45-86 kilowattia. 854F teholla 56 kilowattia on Perkinsin mukaan jo nyt Tier 4 final yhteensopiva.
850 –sarjassa huoltokustannuksia on saatu alennettua mm. hydraulisten venttiilinostajien ja moniurahihnojen avulla. Tuhkanpoistoväli on 800 –sarjassakin 3000 tuntia. Tehtaan valikoimissa on laaja valikoima erilaisia pakokaasun jälkikäsittelyjärjestelmiä.
”850 –sarjassa on erittäin suuri vääntömomentti. Olemme päässeet jopa 58 prosentin lisäykseen väännössä. Tämä maksimi 420 newtonmetriä on varmasti luokan suurimpia. 3,5 litran moottori on 4,5 litraisen suorituskyvyllä, mikä on hyvä asia konevalmistajia ajatellen. Näin vapautuu enemmän tilaa pakokaasujen jälkikäsitttelyjärjestelmille ja muille komponenteille ”, kehaisee Simon J. Lee.
Neljä- ja kuusisylinteriset 1200 –sarjan Commonrail –moottorit (4,4 – 7,01 l) on kehitetty pitkälti konevalmistajien (OEM) vaatimuksia kuunnellen. Nelijäseninen sarja kattaa teholuokat 60-225 kilowattia. Tehoa on saatu kasvatettua 23 ja vääntöä 35 prosenttia vanhoihin Tier 3 –malleihin verrattuna. Polttoainekulutuksen luvataan pienentyneen kahdeksan prosenttia. Myös tässä suurimmassa moottorisarjassa on hydrauliset venttiilinostajat ja moniurahihna.
Malli 1206E-70TTA on malliston lippulaivana seitsemän litran kuusisylinterinen malli, joka antaa 130-225 kilowatin tehon. Regenerointi tapahtuu korkeassa lämpötilassa. Moottorissa on kaksi turboahdinta (ei säätyvätilavuuksinen) ja älykäs hukkaportinohjaus.
1206E-E66TA (90-130 kW) on 6,6 litrainen ja TTA –mallista poiketen se käyttää matalan lämpötilan regeneroitumista, jossa tuhkanpoistoa ei tarvita.
1204E-E44TA ja TTA ovat 4,4 litran moottorit teholuokkiin 60-130 kilowattia. TTA on kahdella turbolla kuten edellä mainituissa suuremmissa moottoreissakin. Partikkelifiltteri on huoltovapaa eikä vaadi siis tuhkanpoistoa ollenkaan.
”Perkins on työskennellyt lujasti saadakseen moottorinsa mahdollisimman joustavasti yhteensopiviksi eri konevalmistajien tarpeisiin. Joustavuus merkitsee mahdollisimman kompaktia kokoa, monipuolisuutta moottorien varustelussa sekä mahdollisuutta sijoittaa pakokaasujen jälkikäsittelylaitteet useaan eri kohtaan moottorin päällä tai sivuilla. Näin koneiden koko ei ainakaan moottorin ja sen pakokaasujen jälkikäsittelyyn vaadittavien komponenttien takia kasva”, lopettaa Lee.

Internet-osoitteet:

www.ekstrom.fiwww.perkins.comwww.tier4air.com