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Alternativen von heute Lösungen für morgen

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Alternativen von heute Lösungen für morgen. Ing. Wolfgang Stiefsohn Scania Österreich Ges.m.b.H Servicesupport Ausbildung / Produkttechnik. Transport Effizienz Entwicklungs Herausforderungen Betriebliche Aspekte Langfristige Strategie Zukünftige Energie Herausforderungen. Transport Effizienz.

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Presentation Transcript
alternativen von heute l sungen f r morgen

Alternativen von heuteLösungen für morgen

Ing. Wolfgang Stiefsohn

Scania Österreich Ges.m.b.H

Servicesupport

Ausbildung / Produkttechnik

slide3

Transport EffizienzEntwicklungs HerausforderungenBetriebliche AspekteLangfristige StrategieZukünftige Energie Herausforderungen

tagesthemen
Tagesthemen

Wie siehts aus mit

  • Zuverlässigkeit und Lebensdauer ?
  • Betriebskosten ?
  • Kraftstoffverbrauch ?
  • Nutzlast / Laderaum ?
  • Kraftstoffqualität ?
  • Wiederverkaufswert ?
  • Komfort ?
  • Einkaufspreis ?
  • Investition ?
  • Umweltfreundlichkeit ?
fahrer und die herausforderung

Baustelle

Fahrer

Fahrer

Verteilerverkehr

Diesel

Diesel

Fahrer

Andere

Andere

Diesel

Fahrer

Andere

Andere

Diesel

Fahrer und die Herausforderung

Fernverkehr

Dem Kunden niedrigste Betriebskosten ermöglichen

Andere

kraftstoffverbrauch t km co 2 emissions

Effizienzsteigerung

Kraftstoffverbrauch / t km (= CO2 emissions)

Motorentwicklung

Rollwiderstand

Luftwiderstand

Erhöhte Ladekapazität

50%

Fahrer Einfluß10 Prozent

1970

2000

verbrauchter kraftstoff pro tonne km co 2 emissions

Biotreibstoffe

Fahrzeugverbesserungen

Fahrer

Effizienter Fahrzeuggebrauch

2020

Leistungsfähigerer Straßen Transport

Verbrauchter Kraftstoff pro Tonne – km (= CO2 Emissions)

Motorentwicklung

Rollwiderstand

Luftwiderstand

Erhöhte Ladekapazität

50%

1970

2000

effizenterer stra entransport modulare l ngen

DreifacheLadekapazität – 25.25 m

Sattelzug – 16.5 m

LKW/Anhänger– 18.75 m

Effizenterer Straßentransport (modulare Längen)
  • 40-60% zusätzliche
  • Ladungskapazität
  • 30% weniger Fahrten
  • - 20% Kraftstoffverbrauch pro
  • transportierter Tonne
  • 20% weniger Emissionen
  • Gewicht auf 8 Achsen verteilt
motoren entwicklung
Motoren Entwicklung

Kraftstoffverbrauch

CO2 Emissions

Stickoxide

NOx

= NO + NO2

motoren entwicklung12

Kraftstoffverbrauch

CO2 Emissionen

Stickoxide

Motoren Entwicklung

NOx

= NO + NO2

motoren entwicklung13

Kraftstoffverbrauch

CO2 Emissionen

Motoren Entwicklung

Motorenentwicklung drückt die Kurve

0.5% pro Jahr

Stickoxide

NOx

= NO + NO2

wie wird nox reduziert

Diesel

1200

1000

800

600

400

200

0

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

1900

2100

Wie wird NOx reduziert

Senken der Verbrennungstemperatur

  • Einspritzzeitpunkt
  • Ansauglufttemperatur
  • Kraftstoff – Mischungsverhältnis
  • AGR

NOx ppm

Verbrennungstemperatur [K]

slide15

Partikel Reduktion

  • Abgaspartikel
  • Ruß
  • Kohlenwasserstoff
  • Schmieröl
  • (Schwefel)
  • Verkehrsbedingte Partikel
  • Reifen
  • Straßenoberfläche
  • Bremsen
  • Abgase
  • Erhöhten Einspritzdruck
  • Kontrollierten Ladedruck
  • Brennraumdesign
  • Abgasnachbehandlung
    • Oxitationskatalysator
    • Partikelfilter
slide16

Oxikat

Partikel-

filter

Oxikat

Partikel Reduktion

Partikelzusammen- setzung nach der Verbrennung

Partikelzusammen- setzung nach der Reduktion

  • Ruß
  • Kohlenwasserstoff
  • Schmieröl
  • (Schwefel)

Schall-dämpfer

  • Ruß
  • Kohlenwasserstoff
  • Schmieröl
  • (Schwefel)
  • Ruß
  • (Schwefel)
  • (Schwefel)
scania s technisches zentrum
Scania´s technisches Zentrum
  • 1,800 Ingenieure(900 Antriebsstrang)
  • 40 Motorenprüfstände
  • 20 km Teststrecke
standardisierter brennraum

230

270

310

1995

2000

2005

9-Liter

340

380

11-Liter

360

400

420

12-Liter

420

470

12-Liter Turbocompound

500 560

580 620

16-Liter

Standardisierter Brennraum
technische l sungen

EDC

Urea

Luft

Catalyticconverter

Motor

Abgas

NH3 + NOx → N2 + H2O

Technische Lösungen

Rückgeführtes und gekühltes Abgas

Ansaugluft

Abgas

gekühlte AGR

SCR

*

**

* Ab Gas Rückführung

** Selective Catalytic Reduction

technische l sungen20
Abgas - Nachbehandlung

Neue Technologiefür automotive Anwendung

Abhängig von

extra Tank und Füllung

Infrastruktur zum Tanken (nicht flächendeckend)

Ureapreis (Betriebskosten)

beeinflußt Fahrzeugaufbau

Hohe Abgastemperaturen erforderlich.

Beste Anwendung

z.B. Fernverkehr

EDC

Urea

Luft

Catalyticconverter

Motor

Abgas

NH3 + NOx → N2 + H2O

Technische Lösungen

SCR

** Selective Catalytic Reduction

stadt fahrten
StadtFahrten

70

60

50

40

30

20

10

0

Fahrzeug Geschw. km/h

Abgastemperatur °C

400

300

200

100

0

SCR

Scania 9-Liter Stadt Bus, Euro 3

effekt von scr
Effekt von SCR

Kraftstoffverbrauch

Euro 3

+ Urea Lösung

Euro 1

Euro 4

NOx reduziert durch Abgasnachbehandlung

Stickoxide

NOx

= NO + NO2

schwindeln und manipulieren
Schwindeln und Manipulieren
  • Richtungsweisende Anpassung der Emissionsrichtlinien, für Euro 4 und 5 (Feb 11 2005)
    • verhindert Manipulation der Emissionsniveaus

z.B. keine Harnstofflösung füllen,

  • Befolgung gesichert durch:
    • System Funktionalität überprüft
    • NOx, im Abgassystem gemessen
    • Zuwiderhandlung wird 12 Monate gespeichert
    • Drehmoment wird min. 40 % verringert
      • aktiviert bei Stillstand des Fzg´s

Einführung2006/2007

300 PS

1,440 Nm

500 PS

2,400 Nm

neue einsatzfaktoren mit scr
Neue Einsatzfaktoren mit SCR
  • Aufbau der Infrastruktur zur flächendeckenden Versorgung mit der Harnstoffwasserlösung
  • Fehlanwendung und Manipulation
  • Reinheit der Harnstofflösung
  • Garantie
technische l sung egr
Verbesserte Verbrennung

Hochdruck Einspritzung

Reduziert Partikel

Effizienter Kraftstoffverbrauch

Getestet und seit Jahrzehnten bewährt

Nur Standard Diesel tanken

Arbeitet in jedem Betriebszustand

Einsatzbereit im städtischen Stop and Go - Verkehr

Technische Lösung – EGR

Rückgeführtes und gekühltes Abgas

Ansaugluft

gekühlte AGR

effekt of egr
Effekt of EGR

Kraftstoffverbrauch

Euro 3

Euro 4

NOx durch verbesserte

Verbrennung reduziert

Stickoxide

NOx

= NO + NO2

wirtschaftlichkeit

3-4%

5-6%

Urea solution

Fuel

Fuel

Fuel

Urea solution

Fuelsaving3-4%(V8)

Fuelsaving3-4%(V8)

Euro 3

Euro 4

Euro 5

Euro 4

Euro 5

Wirtschaftlichkeit

Scania SCR

Scania EGR

Bewährte Technologie

Urea Verfügbarkeit und Preis

kostenbalance euro 4 5
EGR

Einkaufspreis ähnlich wie SCR

Nur Diesel tanken!!

Wiederverkaufspreis

Bewährte Technologie

SCR

Einkaufspreis ähnlich wie EGR

Urea tanken ? ?

Füllstation

lokale Lieferanten

eigene Tankstelle

Wiederverkaufspreis

Neue Technologie für die automotive Anwendung

Kostenbalance– Euro 4/5

Bessere Lösungen um Euro 5 zu erreichen

antriebsstrang design
Antriebsstrang Design
  • Kraftstoff Flexibilität
  • Einfache Bedienung
  • Bewährte und robuste Technologie
  • Leistbar
euro 5 2008 09
Alle LKW- und Bus Motoren

Scania EGR

Scania XPI

Variable Turbogeometrie

Größerer Hubraum

Oxikat

Scania XPI

Rail

Injectors

Fuel filters

High-

pressure

fuel pump

Low

pressure

fuel pump

Euro 5 (2008/09)

Partikel 0.02 g/kWh

NOx 2.0 g/kWh

euro 6 2011 12 neuer weltweiter standard basierend auf epa 10
Annehmend

Japan, USA und Europa Normen harmonieren

weltweit einheitliche Testzyklen

Technologien

Scania XPI, EGR, VTG, SCR …

Scania XPI

Rail

Injectors

Fuel filters

High-

pressure

fuel pump

Low

pressure

fuel pump

Euro 6 (2011/12 ?)Neuer weltweiter Standard basierend auf EPA 10 ?

Particulates 0.013 g/kWh

NOx 0.27 g/kWh

einspritzdruck
Einspritzdruck

Euro 1 1200 bar Reihenpumpe

Euro 2 1300 bar Reihenpumpe 1300 bar Scania PDE

Euro 3 1400 bar Reihenpumpe 1500 bar Scania PDE 1700 bar Scania HPI

Euro 4 1800 bar Scania PDE + EGR 1800 bar Scania PDE + SCR 2400 bar (max. v) Scania HPI + EGR

Euro 5 2400 bar (immer) Scania XPI + EGR + VTG

Euro 6 2400+ bar Scania XPI + EGR + SCR + VTG

scania xpi extra high pressure injection
Scania XPI Daten:

Mehrere Einspritzpulse

Maximaler Einspritzdruck liegt immer an

Vordefinierter Druck kann angepasst werden

Scania XPIextra high-pressure injection
vorteile von multiplen einspritzungen
Vor-

einspritzung

Einspritzung

CA

-60°

TDC

+ 120°

+ 60°

Vorteile von multiplen Einspritzungen

Zwei

Haupt-

einspritzungen

Nach-

einspritzung

scania hcci
Homogeneous Charge Compression Ignition

Einsatzbereit ~2015

Hohe Leistungsfähigkeit

Magere (kalte) Verbrennung (niedrige NOx)

Vormischen im Ansaugkanal reduziert die Partikel

Hohe AGR Rate

Schwierige Verbrennungssteuerung

Lautes Verfahren

Scania HCCI

Image from test cell or in truck

nox entstehung w hrend der verbrennung

HCCI

Diesel

1200

1000

800

600

400

200

0

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

1900

2100

NOx Entstehung während der Verbrennung

NOx ppm

Verbrennungstemperatur K

magere kalte verbrennung
Magere (kalte) Verbrennung
  • HCCI ist eine Möglichkeit
  • Mischverbrennung hat ein hohes Potential

niedrige Last – Vorgemischt– Homogene Verbrennung

  • AGR ist die Schlüsseltechnologie
l und gasproduktion
Öl- und Gasproduktion

Erwartete

Produktionsspitze 2008

Quelle: Uppsala Hydrocarbon Depletion Study Group, Oil and gas liquids 2004 Scenario, Updated by Colin J. Campbell, 15 May 2004

vorschau f r nfzg kraftstoffe gem eu vorgaben
Vorschau für Nfzg Kraftstoffe gemäß EU Vorgaben

6% 20%

EU Ziele für alternative

Kraftstoffe

slide43

Primärenergie

Energieträger

Energieumwandlung

k nftige kraftstoffe und energiequellen

Atom-

kraftwerk

Elektrizität

Wasser-

stoff

Alkohol

Primärenergie

Künftige Kraftstoffe und Energiequellen

Öl

Erdgas

Kohle

Biomasse(Müll)

Sonne

Wasser

Wind

Diesel

Syntheticgas

RME

Fischer-

Tropsch

DME

Benzin

Methan

LPG

Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology

k nftige kraftstoffe und energiequellen45

Atom-

kraftwerk

Elektrizität

Wasser-

stoff

Alkohol

Künftige Kraftstoffe und Energiequellen

Öl

Erdgas

Kohle

Biomasse(Müll)

Sonne

Wasser

Wind

Diesel

Syntheticgas

RME

Fischer-

Tropsch

DME

Benzin

Methan

LPG

Energieträger

Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology

k nftige kraftstoffe und energiequellen46

Atom-

kraftwerk

Elektizität

Wasser-

stoff

Alkohol

Künftige Kraftstoffe und Energiequellen

Öl

Erdgas

Kohle

Biomasse(Müll)

Sonne

Wasser

Wind

Diesel

Syntheticgas

RME

Fischer-

Tropsch

DME

Benzin

Methan

LPG

Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology

robuste hybrid technologie
Robuste Hybrid Technologie

Große LKW / Bus Motoren

Ultrakondensator als Energiespeicher

Standard Fahrgestelle / Komponenten

slide50

Zukünftige Kraftstoffe

  • Diesel
    • Mischen mit Biokraftstoff (RME)
    • Internationale Standards
  • Biokraftstoff (RME)
    • Internationale Standards
  • Synthetischer Diesel
    • Internationale Standards
  • Sanfter Übergang zu den alternativen Treibstoffen
  • Vorhandene Technologie kann verwendet werden