P10105ES / Ann-Helen Tolleman Enero 2010
Potencia en acción
Motores Scania preparados para 2011: Stage IIIB y Tier 4i En abril de 2009, Scania lanzó una nueva gama de motores que cumple las disposiciones de Stage IIIB y Tier 4i. Con los sistemas desarrollados por Scania para gestión del motor y control de emisiones, la nueva gama ofrece una extraordinaria combinación de prestaciones y economía de operación. Los prototipos de la nueva gama de motores vienen funcionando desde mediados de 2009 con excelentes resultados. El año 2011 será importante para los fabricantes de motores y sus clientes. Este año entrará en vigencia la legislación de emisiones Stage Stage IIIB y Tier 4i para aplicaciones fuera de carretera, que especifica niveles de NOx tan bajos como as 2.0 gramos por kWh. NOx es un término genérico para los óxidos de mononitrógeno (NO y NO 2 ) producidos durante la combustión. Con la nueva plataforma de motores, los clientes de Scania podrán prepararse para las nuevas disposiciones con un buen anticipo. Características importantes del segmento de motores industriales son largo tiempo útil, alto par a bajo régimen, buena economía de combustible y respuesta rápida del motor. Estos requisitos han quedado bien satisfechos en la nueva gama de motores Scania. Los motores prototipo vienen funcionando en diversas aplicaciones industriales con excelentes resultados desde junio de 2009. Con la nueva plataforma de motores, basada en su acertada gama de unidades modulares para camiones y autobuses, Scania ha mantenido el dominio de todas las etapas estratégicas del desarrollo y del control de las prestaciones. La totalidad del desarrollo y la fabricación del motor básico, al igual que el desarrollo de los sistemas de gestión del motor, inyección de combustible y control de emisiones, tiene lugar en el seno de la empresa. El motivo de esta decisión estratégica de Scania es asegurarse de poder satisfacer todos los requisitos y objetivos de prestaciones y economía de combustible, además de garantizar la consistencia de las prestaciones medioambientales, la resistencia y la conveniencia operativa. Las características clave de la nueva gama de motores son:
Inyección de combustible de riel común Scania XPI Diámetro y carrera de cilindros modificados para aumentar la cilindrada
Scania Corporate Relations SE-151 87 Södertälje Sweden
Telephone +46 8 553 810 00 Telephone Fax +46 8 553 855 59 www.scania.com
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Presión de combustión aumentada Arquitectura tradicional de Scania con culatas individuales que facilita el servicio Gestión del motor de Scania Turboalimentador con válvula de descarga Postratamiento de los gases de escape Scania SCR Segmento rascador que impide la acumulación de carbonilla en la cabeza del pistón
Inyección de combustible de riel común Scania XPI El nuevo sistema de inyección de combustible de riel común, Scania XPI (inyección a presión extra elevada), ha sido desarrollado en colaboración con el fabricante norteamericano de motores Cummins. Las características principales del nuevo sistema de inyección:
Presión de inyección de hasta 2.400 bares Alta presión de inyección, con bajas emisiones de partículas como resultado Alto par a bajo régimen Aumento de la potencia desarrollada
El nuevo sistema de riel común brinda un alto grado de libertad en términos de avance y presión de la inyección. El avance y la duración de la inyección son independientes del ángulo del árbol de levas. Con ello se dispone de alta presión de inyección, la más alta del mercado, en cualquier momento e independientemente del régimen del motor. También ofrece la posibilidad de usar varios impulsos de inyección, según se indica más adelante. El control del sistema de inyección de combustible es completamente electrónico. Esto significa que no hay lóbulos en el árbol de levas que accionen los inyectores de combustible, ni tampoco empujaválvulas, varillas de empuje o balancines para ese objeto. Esquema del Scania XPI
1. Bomba de baja presión 2. Filtros de combustible con separador 3. 4. 5. 6. 7. 8.
9.
Principio de funcionamiento del Scania XPI: P10105ES Engines for 2011.doc
de agua Válvula de dosificación de entrada Bomba de alta presión Riel (acumulador) Sensor de presión del riel Válvula de descarga rápida mecánica Riel de retorno Inyector de combustible de control electrónico
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La bomba de baja presión aspira el combustible del depósito, a través de un prefiltro con separador de agua y del circuito de refrigeración del sistema de gestión del motor, a los filtros de combustible principales. Por mediación de un dispositivo venturi, se envía automáticamente el agua en el combustible de vuelta al depósito. La bomba de baja presión alimenta el combustible, a través de la válvula de dosificación de entrada, a la bomba de combustible a alta presión. Las bombas, que están integradas en una unidad junto con la válvula de dosificación de combustible, son accionadas por el engranaje de distribución del motor. La bomba de alta presión alimenta combustible a temperatura de trabajo al riel, es decir, el riel situado a lo largo del motor en el lado frío. La presión de operación es regulada por la cantidad de combustible admitida por la válvula de dosificación de entrada, que va desde una presión en ralentí de aproximadamente 500 bares hasta un valor de pico de 2.400 bares. La presión media de trabajo es de aproximadamente 1.800 bares. La válvula de dosificación de entrada es controlada electrónicamente por el sistema de gestión del motor, a través de un bucle cerrado desde un sensor de presión en el riel. Una válvula de descarga rápida mecánica, ubicada en el riel, impide la acumulación de presión excesiva, enviando el combustible de vuelta al depósito a través del riel de retorno. El inyector de combustible de cada cilindro es alimentado constantemente con combustible a alta presión desde el riel. Los impulsos de inyección son controlados electrónicamente mediante una servoválvula en el inyector. El inyector permanece abierto mientras esté alimentado con corriente procedente de la unidad de mando del motor. La cantidad de combustible depende del tiempo de apertura y de la presión en el riel. El momento de inicio del impulso determina el inicio de la inyección. El combustible es inyectado al interior de la cámara de combustión a través de la tobera del inyector.
Sistema de gestión del motor de desarrollo propio Para garantizar el control de todos los aspectos del rendimiento del motor, Scania ha desarrollado una nueva generación de sistemas de gestión del motor. La multitud de funciones controladas incluye la inyección del combustible, el postratamiento de los gases de escape, el aire de admisión y la temperatura de operación del motor. La unidad de mando va montada en el lado frío del motor. Arquitectura de los motores La nueva plataforma de motores es un diseño completamente nuevo, pero mantiene las características tradicionales de Scania, tales como culatas individuales, árbol de levas en cabeza y engranaje de distribución en montaje trasero, además del conocido filtro ciclónico de aceite. Se ha modificado ligeramente el diámetro (9, 13 y 16 litros) y la carrera (13 litros), con una cilindrada algo mayor en comparación con los motores previos. Características importantes del segmento de motores industriales son facilidad de servicio, largo tiempo útil, alto par a bajo régimen, buena economía de combustible y respuesta rápida del motor.
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4 (7) El bloque de cilindros y otros componentes estructurales han sido rediseñados para resistencia adicional. Un segmento rascador montado en la parte superior de las camisas de cilindro minimiza los depósitos de carbonilla en el canto de la cabeza del pistón, permitiendo al mismo tiempo prolongar aún más los intervalos de mantenimiento.
Scania SCR Scania de decidido usar la reducción catalítica selectiva, SCR, en combinación con el sistema de inyección de riel común, Scania XPI, para aplicaciones industriales fuera de carretera. El funcionamiento del sistema SCR se basa en la inyección de una solución de urea al interior del tubo de escape y de un catalizador de hidrólisis. La solución de urea forma amoníaco por efecto del calor de los gases de escape y entra en el convertidor catalítico. Cuando el NOx reacciona con el amoníaco en el convertidor catalítico, las moléculas de NOx en los gases de escape se convierten en nitrógeno y agua.
El Scania SCR tiene la capacidad para reducir las emisiones de NOx a los niveles exigidos por varias normativas de emisiones futuras. Todos los fabricantes de equipos originales tienen que modificar sus equipos debido a la introducción de nuevas tecnologías de control de emisiones. Por ello, lo más probable es que la mayoría adapte sus diseños para cumplir también con los niveles de emisiones de Stage IV y Tier 4, que entrarán en vigencia en 2014.
Los nuevos motores se anticipan a la legislación Para permitir a los clientes cumplir con la fecha límite de 2011 con un producto original maduro, Scania ha ofrecido motores prototipo para su instalación y aprobación ya a mediados de 2009. Esto da a los fabricantes que usen motores Scania la ventaja de estar bien preparados para los años venideros. Con su dominio de ambas tecnologías, Scania suministra motores con recirculación de los gases de escape, EGR, o con reducción catalítica selectiva, SCR, para su gama global de vehículos para carretera, dependiendo del tipo de aplicación, de la preferencia del cliente y de las condiciones locales.
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5 (7) Scania lleva ya varios años usando el EGR al igual que la tecnología SCR para camiones y autobuses. Si la instalación del motor está adaptada para SCR, sólo serán necesarias pequeñas modificaciones para el paso siguiente. El Scania SCR es ideal para aplicaciones industriales en las que tienen importancia características como respuesta rápida del motor, alto par a bajo régimen y buena economía de combustible.
AdBlue / DEF AdBlue o DEF (Diesel Exhaust Fluid en EE UU) son las denominaciones comerciales de una mezcla de agua y urea. Es una solución de urea acuosa y no tóxica que reduce por medios químicos las emisiones de NOx de los motores de gasoil. Cuando está disuelta en agua no es tóxica y es fácil de manejar. Con el SCR, se necesita un depósito adicional para la solución de urea. El suministro de AdBlue o DEF en el mercado se está extendiendo sucesivamente, y la mayoría de las aplicaciones industriales operan localmente con depósitos de combustible móviles. El SCR lleva dos décadas usándose para reducir las emisiones de NOx en instalaciones estacionarias y marinas, y en años recientes se ha utilizado extensamente en aplicaciones de automoción. Scania suministra todos los componentes del sistema SCR, desde el depósito de alimentación para AdBlue o DEF hasta el catalizador y el sensor de NOx. Se usan materiales especiales debido a que la solución de urea corroe los metales tales como el acero no aleado y los aceros revestidos de zinc. El AdBlue o DEF se sitúa en la clasificación de riesgo mínimo de los líquidos transportables, y está garantizado para cumplir con las normativas ISO 22241 y DIN V 70070, y las disposiciones CEFIC para garantizar el funcionamiento correcto del sistema SCR. La solución de urea tiene las siguientes características:
Consumo de alrededor del 2 al 7% del consumo de combustible para los niveles de NOx de Stage IIIB y Tier 4i La solución de urea es corrosiva para algunos metales como el acero no aleado, el cobre, las aleaciones de cobre y los aceros revestidos de zinc, y se congela a -11°C No hay restricciones para el transporte por ferrocarril, por carretera o marítimo
Largos intervalos de mantenimiento Los intervalos de mantenimiento y cambio de aceite de la nueva gama de motores es de nada menos que 500 horas. Los componentes y los sistemas compartidos entre las distintas series de motores reducen los costes de stock de piezas y maximizan la disponibilidad. También la formación del personal se ve facilitada por los sistemas comunes entre las series de motores. Pesos y dimensiones de los motores Tipo de motor*
Cilindrada
Longitud (mm)**
Anchura (mm)**
Altura (mm)**
Peso en seco(kg)
DC9
9,3 litros con 5
1.230
870
1.200
900
cilindros en línea
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6 (7) Tipo de motor* DC13
Cilindrada
Longitud (mm)**
Anchura (mm)**
Altura (mm)**
Peso en seco(kg)
12,7 litros con 6
1.400
900
1.200
1.000
1.300
1.100
1.200
1.300
cilindros en línea DC16
V8 de 16,4 litros
* DC = enfriador del aire de admisión aire-a-aire. ** Sin ventilador.
Gama de motores industriales Scania para Stage IIIB UE y Tier 4i EE UU
Tipo de motor multirrégim Prestaciones Potencia en
r/min
Clase* Par máximo r/min
Consumo específico de combustible a 1.500 r/min g/kWh g/hph
DC9
202 kW (275 CV)
2.100
ICFN
1.552 Nm
1.200
200
147
Sep. 2010
257 kW (350 CV)
2.100
ICFN
1.800 Nm
1.300
200
147
Sep. 2010
294 kW (400 CV)
2.100
IFN
1.967 Nm
1.300
198
146
Sep. 2010
257 kW (350 CV)
2.100
ICFN**
1.950 Nm
1.200
196
144
Sep. 2010
294 kW (400 CV)
2.100
ICFN
2.157 Nm
1.200
194
142
Sep. 2010
331 kW (450 CV)
2.100
ICFN
2.255 Nm
1.300
194
142
Sep. 2010
368 kW (500 CV)
2.100
IFN
2.373 Nm
1.300
193
142
Sep. 2010
405 kW (550 CV)
2.100
IFN
2.345 Nm
1.200
193
142
Sep. 2010
405 kW (550 CV)
2.100
ICFN
2.632 Nm
1.300
194
143
Sep. 2010
478 kW (650 CV)
2.100
ICFN
2.872 Nm
1.300
194
143
Sep. 2010
515 kW (700 CV)
2.100
IFN
2.938 Nm
1.300
193
142
Sep. 2010
DC13
DC16
*
Inicio de entregas
ICFN: Servicio continuo, potencia nominal disponible de forma continua. Funcionamiento ilimitado al 100% de carga. IFN: Servicio intermitente, potencia nominal disponible 1/6 del tiempo. Funcionamiento ilimitado al 80% de carga.
** Sólo Stage IIIB UE.
Gama de motores industriales Scania para otras normativas de emisiones La gama de motores industriales de Scania cumple también normativas de emisiones distintas de las de la UE y EE UU, además de normativas en otras áreas. Tipo de motor*
Prestaciones
Clase de emisiones
DC9 DI12
177-243 kW (240-330 CV) 243-280 kW (330-381 CV) 272 kW (370 CV) 257-330 kW (350-450 CV) 272-330 kW (370-450 CV) 284-420 kW (386-571 CV) 294-432 kW (400-588 CV) 353-382 kW (480-520 CV)
Stage IIIA / Tier 3 Stage II Stage II / Tier 2 Stage II / Tier 2 Stage IIIA/Tier 3 Stage II Stage II / Tier 2 Stage IIIA / Tier 3
DC12 DC16
*
DC = enfriador del aire de admisión aire-a-aire. DI = enfriador del aire de admisión aire-a-agua.
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7 (7) Para más información e imágenes: Visite www.scania.com/media/bauma2010 / para la página web para la prensa. En http://imagebank.scania.com/ puede buscar imágenes relacionadas escribiendo “Bauma2010” en el campo “Quick search” (Búsqueda rápida).
Para más información sobre las gamas de motores nuevas y actuales, y la disponibilidad de prototipos antes de la introducción, diríjase a - Bernt Gustavsson, Sales Director Industrial Engines, tel. +46 8 553 803 37, e-mail
[email protected] - Ann-Helen Tolleman, Communications Officer, Scania Engines, tel. +46 70 778 1360, e-mail
[email protected]
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