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Technologies utilisées par Cummins pour
respecter les normes exigées par l’EPA
Association Forestière de l’Abitibi-Témiscamingue
7 novembre 2014
Cummins Est du Canada SEC
Ghislain Cyr
2
Les règles d’émission EPA 2010
Le DEF “Diesel Exhaust Fluid” (urée)
La technologie SCR “Selective Catalytic
Reduction”
Les 5 systèmes intégrés Cummins
Nos moteurs offerts
Agenda
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Respect de l’environnement
Hauteperformance
Meilleure efficacité
Entretien facile et
service peu fréquent
Coût d’acquisitioninitial réduit
Produit durable
Qualité esthétique
Systèmes intégrés
Ce que nos clients ont demandé
5
Les règles EPA à respecter!
0.01 0.10
0.2
1.2
2.5
4.0
5.0
1994
1998
2002
2007
20100.0
0.0
NO
x [
g/
HP
-hr]
PM [g/HP-hr]
ULSD15 PPM(10/06)
500 PPM(6/93)
SULFURNous devons réduire
les NOxet les
Matières Particulaires (PM)
6
SCR
Electronique, HP Carburation
Combustion, EGR + DPF
1990 2000 2010
Presque Zero
Emissions
Air-Air Charge Air
L’évolution technologique pour atteindre le
presque Zéro Emissions – NOx et PM
EPA2010 a aussi inclus le
critère d’utilisation de
OBD
NO
xe
t PM
7
SCR
Nouvel génération
SCR
Réduire les
parasites de
puissance
Gestion thermique
Ec
on
om
ied
e c
arb
ura
nt
Étapes de l’ EPA/DOT de 2014 et 2017
2010 2014 2017
‘Gagnant-
Gagnant’
À l’horizon
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Qu’est-ce que le SCR
“Selective Catalytic Reduction” ?
La technologie SCR utilise un produit chimique
appelé Diesel Exhaust Fluid (DEF ou Urée) et
un convertisseur catalytique pour réduire les
émissions d’oxide d’azote (NOx) provenant du
moteur diesel
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Le DEF : “Diesel Exhaust Fluid”
Le DEF est l’activant du système SCR
- Communément appelé Urée
- L’ urée est solide à température de la pièce
- Le DEF est préparé en dissolvant l’urée solide pour créer une solution acqueuse d’urée à 32.5%
- Non-toxique, non-polluant et ininflammable
Pourquoi 32.5%?– Solution “eutectique”
– Le plus bas pt de congélation (-11C)& les deux phases se crystallisenten même temps ce qui garde uneconcentration constante
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La solution 32.5% donne le point de crystallisation le plus
bas et garde la solution en phase constante
– Urée et Eau gèlent en même temps à -11C, donc la solution gelée a
aussi la concentration de 32.5%
– Lorsqu’on la dégèle, la solution gardera toujours la même
concentration
Il y aura un “système de chauffage” pour le réservoir et les
lignes d’approvisionnement du DEF pour accélérer le dégel
Si le DEF gèle, on peut partir le véhicule sans problème et
l’opération du véhicule n’est pas affectée
Le DEF : “Diesel Exhaust Fluid”
11
Solution 2002
12
EGR refroidiFiltre à
Particules
Solution 2007
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Pareil à aujourd’hui
SCR
“ Selective
Catalytic
Reduction ”
Solution 2010
EGR refroidiFiltre à
Particules
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Contrôler les polluants:
Une question d’équilibre
NOx PM
Les solutions qui diminuent les NOx … souvent augmentent les PM
Pour réduire les NOx:
• Aftercooling
• Retard Timing
• EGR
Pour réduire les PM:
• Hot combustion
• Advanced timing
Avec SCR, pas besoin de faire de compromis entre
NOx réduis et Économie de carburant
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Le SCR – Comment ça fonctionne?
Réservoir
DEF
Valve
d’approvisionnement
du DEF
ECM
Catalyseur SCR Filtre à Particules
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Aperçu du système de post-traitement
Catalyseur
SCR
Réacteur de
décomposition
Valve
d’alimentation
DEF
Filtre à
particules
Cummins
N2
H2
0
18
Le systeme SCR
EGR
NOxSCR ENGINE-OUT
TAIL-PIPE OUTSCR
PM
Filter
ENGINE-OUT
TAIL-PIPE OUT
DPF
0.20.01
PM
Filtre a ParticulesCatalyste SCR
DEF Valve
Réacteur de
Décomposition
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Lumières d’avertissement 2010
HEST
– High Exhaust Temperature
DPF
DEF
– Niveau de DEF trop bas
Malfunction Indicator
– Moteur ne rencontre pas les normes
d’émissions
MIL Lamp
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Avertissement - Niveau de DEF bas
DEF (Urea) Tank Level Notification* Inducement
Lamp - or - Message
>10% full None None None
Stage 1
<10% full
DEF lamp solid Warning message None
Stage 2
<5% full
DEF lamp flashing None
Stage 3
<2.5% full
DEF lamp flashing
Amber warning lamp solid
Inducement
message
Maintenance
derate
(12 -17%
torque derate)
Stage 4
Empty, after the engine
has been shut down
DEF lamp flashing
Red lamp solidVehicle speed
limited to 5 mph
E F
Increasing
message
duration and/or
frequency
E F
E F
E F
E F
*Preliminary
21
Vehicle speed
limited to 5
mph
Inducement
message
Red Lamp SolidIncorrect DEF
+ 20 hrs, after engine
has been shut down
Lamp - or - Message
InducementNotification*
NoneNoneNoneCorrect DEF
Maintenance
derate
(12 -17%
torque derate)
Amber Lamp SolidIncorrect DEF
+ 10 hrs
NoneWarning
message
Amber Lamp SolidIncorrect DEF
Avertissement –
Mauvaise concentration de DEF
DEF (Urea Mixture)
*Preliminary
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On s’attend à environ 2 à 2.5% de la consommation de carburant, selon l’application & le type de moteur
Les manufacturiers de camions vont déterminer quelle grosseur de réservoir sera nécessaire et sa localisation sur le chassis (min recommandé = 6 Gallons)
Le DEF : “Diesel Exhaust Fluid”
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Pour déterminer combien de DEF on
utilisera…
Exemple HD:
Millage annuel = 120,000 miles
Consommation moyenne de diesel = 7 mpg
120,000 milles / 7 mpg = 17143 Gallons de Diesel par année
Consommation de DEF = 2% de consommation de diesel, donc
on utilisera 343 Gallons de DEF / année
Si on a un reservoir a DEF de 17 Gallons (moyenne recommandée),
on fera donc 20 remplissages de DEF / année
Example Only
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Système d’injection Cummins “XPI”
“Common rail system”
Pression d’injection très élevée
Pression disponible sur
demande, indépendant du RPM
du moteur
Injections multiples par cycle
Bruit réduit
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Moteurs Cummins offerts en 2010
ISB 6.7 (200-325 hp)
ISC 8.3/ ISL 9 (260-380 hp)
ISX 11.9 (310- 425 hp)
ISX 15 (400- 600 hp)
28
On peut compter sur Cummins
Questions?
Merci!!