Ponsse SCR notebook FRA

MACHINES FORESTIÈRES PONSSE ET
TECHNOLOGIE DE MOTORISATION SCR
TABLE DES MATIÈRES
1. Renforcement des normes sur les émissions
et amélioration des machines
2. Planning d’application des normes sur les émissions
3. Solution PONSSE SCR
4. Avantages du système SCR
5. Performances et efficacité de consommation
6. Commentaires des clients
Renforcement des normes sur les émissions et
amélioration des machines
nécessitent une nouvelle technologie de
motorisation – en général, un système EGR
ou SCR.
Une nouvelle technologie
En bref, le système EGR (recirculation des
gaz d’échappement) implique une recirculation d’une part des gaz d’échappement
moteur dans le circuit d’admission d’air et
les cylindres du moteur. Moins d’oxydes
sont ainsi générés, les gaz d’échappement
venant se substituer en partie à l’oxygène,
de manière à réduire la température du
processus de combustion. L’inconvénient
de ce système est une plus faible économie
de carburant dans le processus de combustion. Outre le système EGR, un filtre à
particules diesel (DPF) doit être ajouté au
circuit d’échappement.
Le système SCR (réduction catalytique
sélective), pour sa part, s’appuie sur l’injection de DEF (fluide d’échappement diesel)
dans les gaz d’échappement au niveau
du catalyseur. Dans le cadre du système
SCR, une réaction chimique entraîne la
réduction des oxydes d’azote en azote et
en vapeur d’eau, tous deux inoffensifs.
Les prochains niveaux imposés par les
systèmes Euromot et Tier prendront effet
en 2014, date à laquelle les normes d’émissions se verront à nouveau abaissées. Des
solutions techniques encore plus avancées
seront alors nécessaires, telles que l’association des systèmes EGR et SCR.
FUTURES NORMES SUR LES ÉMISSIONS
Norme d’émission calendrier
Euromot 3B / Tier 4i
≥130kW 1.1.2011
<130kW 1.1.2012
Euromot 4 / Tier 4 Final
≥130kW 1.1.2014
<130kW 1.1.2014 EPA
<130kW 1.10.2014 EU
De nouvelles normes
Les systèmes Euromot en Europe et Tier en
Amérique du Nord définissent les normes
applicables en matière d’émissions pour les
machines de travail hors route à motorisation diesel. Les systèmes Euromot et Tier
sont harmonisés sur le plan des normes
sur les émissions, mais diffèrent sur certains points importants.
Les normes sur les émissions se
concentrent sur les oxydes d’azote (NOx) et
les particules. La Phase I de l’Euromot et le
programme Tier 1 ont respectivement pris
effet en 1999 et 1996. La mise en œuvre
de la Phase III et du Tier 3 a débuté en
2006. Les niveaux instaurés par les normes
ont pu être atteints par l’ajustement de
l’injection de carburant et de la combustion
des moteurs, au prix de la réduction de
l’efficacité et des performances moteur.
L’introduction de la Phase III b de l’Euromot et du Tier 4 en 2011 a vu le niveau des
émissions de NOx abaissé de 50 %, tandis
que le niveau d’émissions de particules a
été abaissé de 90 % par rapport à la Phase
III de l’Euromot et au Tier 3. Les nouveaux
niveaux d’émissions NOx ainsi instaurés
•Pour les moteurs de 130 à 560 kW (175 à 750 CV)
•Quasi-uniformisation de la législation en termes de normes sur les émissions entre l’Europe et
l’Amérique du Nord
NOx
EPA = Amérique du Nord
EU = Europe
Phase II
Phase III a Phase III b
Phase IV
50%
diminuer
90%
diminuer
Particule
Phase II ja III a Phase III b ja IV
90%
diminuer
2006
2011
2014
SOLUTION PONSSE SCR
NH3 + NOx —>N2 + H2O
Echappement
Catalyseur
Moteur
Unité
de commande
Urée
Air
La technologie SCR
(réduction catalytique sélective)
Le système SCR permet de réduire la
quantité d’oxydes d’azote (NOx) dans les
gaz d’échappement.
• Dans le cadre du système SCR, les gaz
d’échappement sont combinés à une
solution d’air et de DEF (fluide d’échappement diesel). Le DEF est une solution
composée d’eau et d’urée qui, sous l’effet
de la chaleur des gaz d’échappement,
réduit les oxydes d’azote (NOx) en azote
et en vapeur d’eau, tous deux inoffensifs.
• Le système SCR nécessite un catalyseur,
situé dans le silencieux d’échappement.
Composants d’un système SCR
• Un réservoir de DEF chauffé (chauffage
assuré par le préchauffeur du moteur
Webasto à travers un liquide de refroidissement moteur)
• Un système d’air comprimé intégrant un
compresseur, un réservoir et un sécheur
• Une unité de dosage de DEF
• Un système d’injection du DEF
• Un convertisseur catalytique (placé dans
le silencieux d’échappement)
• Un circuit
1. L’unité de pompage injecte le DEF à l’aide de l’air comprimé.
2.L’unité de dosage mélange le DEF et l’air comprimé, puis injecte le mélange dans
le circuit d’échappement.
3. La vanne de chauffe permet au liquide de refroidissement du moteur de réchauffer
le réservoir de DEF.
4.Le réservoir de DEF de 25 litres dispose également de capteurs de température et
de niveau.
5. Un système compresseur d’air, composé d’un sécheur et de deux réservoirs
d’air comprimé.
AVANTAGES DU SYSTÈME SCR
Meilleures performances moteur
• Réponse excellente aux charges moteur
soudaines.
Fiabilité du moteur
• Le système SCR réduit la charge thermique du moteur par un processus de
combustion plus optimal, permettant
ainsi de prolonger la durée de vie de
nombreuses pièces moteur.
Intervalles d’entretien plus espacés
• Les coûts d’entretien sont réduits grâce à
l’allongement des intervalles d’entretien
par rapport aux systèmes concurrents.
Meilleure tolérance aux variations de qualité du carburant
Facilité d’utilisation et de maintenance
• Ajouter simplement du DEF en fonction
des besoins.
Neutralisation des oxydes d’azote nocifs
• Réduction importante de l’impact sur le
climat
• Offre aux opérateurs un environnement
de travail plus propre et plus sûr.
La plupart des grands fabricants de
moteurs diesel hors-route ont choisi le
système SCR comme technologie d’avenir
pour se conformer aux niveaux d’émissions fixés par la Phase III b de l’Euromot
et le Tier 4.
Euromot 3A
Nm
Euromot 3B
1150
1100
1050
1000
950
900
Autres aspects du système SCR :
850
• Le système SCR apporte de nouveaux
composants moteur, qui nécessitent un
entretien (remplacement des filtres).
• Le coût du DEF (fluide d’échappement
diesel) doit être pris en compte – il reste
inférieur à celui du carburant. L’effet
global est positif, puisque la réduction de
la consommation de carburant est supérieure à la consommation de DEF.
• Le DEF gèle à -11 °C – une donnée à
prendre en compte dans les opérations
de stockage, de transport et de manipulation.
800
1000
1200
g/kWh
1400
RPM
Euromot 3A
220
1600
1800
2000
Euromot 3B
215
210
205
200
195
190
Performances et efficacité de consommation
Outre des émissions réduites, le système
SCR permet d’ajuster les performances
moteur pour une puissance, un couple
et une économie de carburant optimales.
Les opérateurs des machines certifient
qu’un moteur SCR répond beaucoup
mieux aux charges soudaines, par exemple
lors de la manipulation d’un grand arbre.
185
180
1000
1200
1400
1600
RPM
1800
2000
Dans un moteur SCR,
le couple est plus élevé
que dans un moteur
ancienne génération
de puissance identique.
Un moteur SCR répond
également beaucoup
mieux aux charges,
permettant un travail
plus fluide et plus
rapide, par exemple
pour la manipulation
des grands arbres.
La consommation de
carburant nominale
(grammes de carburant consommés pour
produire un kWh de
puissance) est inférieure pour un moteur
SCR, grâce à son
efficacité améliorée. Les
économies de carburant ainsi réalisées, en
conditions identiques,
sont supérieures à celles
des moteurs conformes
à la Phase III a de
l’Euromot et au Tier 3.
Commentaires des clients
L’entreprise A&L Harju Oy, basée à
Savukoski, a été l’une des premières à tester le système SCR de Ponsse – y compris
en hiver.
« Il nous semblait naturel de tester ce nouveau système avec une nouvelle machine.
Jusqu’ici, l’expérience s’est avérée plutôt
concluante », résume Lauri Harju. « Nous
disposons de notre nouvelle machine
depuis décembre 2009, pour une période
de travail d’environ 7 500 heures. »
D’après Lauri Harju, l’estimation du
volume de carburant consommé est une
tâche difficile, qui dépend de toute une
gamme de facteurs.
« Nous utilisons cette machine principalement pour des coupes à blanc, auquel cas
la consommation est d’environ 14 litres
par heure. Mais on ne peut pas vraiment
comparer la consommation telle quelle,
puisque nos autres machines sont équipées d’un autre type de tête d’abattage. »
L’efficacité moteur améliorée, pour sa part,
a été très remarquée :
« Le moteur semble plus puissant.
En d’autres termes, il subit moins de
contraintes qu’un moteur traditionnel. »
« Cela engendre un travail supplémentaire. La solution doit être acheminée sur
le site non gelée et tiède. Le stockage en
extérieur est hors de question en hiver.
Nous ajoutons la solution DEF dans le
réservoir en même temps que le plein
quotidien, ce qui signifie heureusement
qu’il n’y a pas besoin d’une autre étape. »
Malgré ces efforts supplémentaires, Lauri
Harju apprécie ce nouveau système :
« Je n’irai pas jusqu’à dire que ce système
n’est pas bon. Après tout, nous allons tous
devoir faire face à de nouvelles conditions
tôt ou tard, avec le renforcement des
normes. Le plein en carburant demande
plus de travail et le coût supplémentaire du AdBlue n’est pas non plus une
bonne nouvelle. Mais, d’un autre côté, la
maintenance du moteur et les opérations
d’entretien n’ont pas changé. »
Tandis que la puissance et la consommation du moteur SCR font l’objet de compliments, sa capacité à faire face aux conditions hivernales a été remise en question,
la solution d’urée utilisée comme additif
gelant à -11 °C. Après avoir testé le système
SCR en hiver, Lauri Harju n’y va pas par
quatre chemins :
Karttulan Metsätyö nous fait part d’une
expérience positive avec le moteur SCR.
Les opérateurs machines sont particulièrement satisfaits de la puissance délivrée
et de la différence considérable avec les
anciens moteurs. La capacité de manipulation du bois de la machine est meilleure
qu’auparavant.
A&L Harju Oy
Lauri Harju, entrepreneur
PONSSE Ergo 6w, 7500 h
Grue C4, tête d’abattage H6
Hannu Liikanen et
ja Jussi
Jussi Tenhunen
Tenhunen
« La puissance est également au rendezvous lors des charges moteur, puisque
le système de prévention des fumées
n’entrave plus la puissance moteur. Le
moteur ne «tousse» plus et assure un
fonctionnement excellent, même avec de
grands arbres – le déplacement vers le
point de coupe est plus rapide », explique
Jussi Tenhunen.
« La consommation n’est pas très différente des anciens moteur dans certains
aspects, mais ceux ci consommaient tout
de même un litre de plus par heure lors
des opérations de coupe à blanc et lors
de la manipulation de grands arbres. La
consommation de carburant du nouveau
moteur est d’environ 15,5 16,5 L/h en
coupe à blanc et de 12 13,5 L/h en éclaircie.
» Le moteur tourne à un régime rela-
tivement élevé (1600-1700 tours/min)
– Hannu Liikanen déclare que de cette
façon, la consommation par heure peut
être supérieure, mais calculée par mètres
cubes produits, elle est inférieure.
Le client apprécie tellement la puissance
délivrée qu’il envisage également un
moteur SCR pour sa prochaine acquisition
de machine.
Karttulan Metsätyö
Hannu Liikanen (entrepreneur,
opérateur)
Jussi Tenhunen (opérateur)
PONSSE Ergo 6w, 1200 h
Grue C4, tête d’abattage H6
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