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S/Sti 01.2006. Alternativen von heute Lösungen für morgen Ing. Wolfgang Stiefsohn Scania Österreich Ges.m.b.H Servicesupport Ausbildung / Produkttechnik.

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1 S/Sti

2 Alternativen von heute Lösungen für morgen Ing. Wolfgang Stiefsohn Scania Österreich Ges.m.b.H Servicesupport Ausbildung / Produkttechnik

3 S/Sti Transport Effizienz Entwicklungs Herausforderungen Betriebliche Aspekte Langfristige Strategie Zukünftige Energie Herausforderungen

4 S/Sti Transport Effizienz

5 S/Sti Tagesthemen Wie siehts aus mit Zuverlässigkeit und Lebensdauer ? Betriebskosten ? Kraftstoffverbrauch ? Nutzlast / Laderaum ? Kraftstoffqualität ? Wiederverkaufswert ? Komfort ? Einkaufspreis ? Investition ? Umweltfreundlichkeit ?

6 S/Sti Dem Kunden niedrigste Betriebskosten ermöglichen Fahrer und die Herausforderung Baustelle DieselFahrer Andere Verteilerverkehr Fahrer Andere Diesel Fernverkehr Diesel Andere Fahrer Diesel Fahrer Andere

7 S/Sti Effizienzsteigerung Kraftstoffverbrauch / t km (= CO 2 emissions) 50% 1970 Motorentwicklung Luftwiderstand Rollwiderstand 2000 Erhöhte Ladekapazität Fahrer Einfluß 10 Prozent

8 S/Sti Leistungsfähigerer Straßen Transport Verbrauchter Kraftstoff pro Tonne – km (= CO 2 Emissions) 50% Fahrzeugverbesserungen Fahrer Biotreibstoffe Effizienter Fahrzeuggebrauch Motorentwicklung Luftwiderstand Rollwiderstand Erhöhte Ladekapazität

9 S/Sti Dreifache Ladekapazität – m Sattelzug – 16.5 m LKW/Anhänger– 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

10 S/Sti Herausforderungen bei der Entwicklung

11 S/Sti Stickoxide NOx = NO + NO 2 KraftstoffverbrauchCO 2 Emissions Motoren Entwicklung

12 S/Sti Stickoxide NOx = NO + NO 2 KraftstoffverbrauchCO 2 Emissionen Motoren Entwicklung

13 S/Sti Motorenentwicklung drückt die Kurve Stickoxide 0.5% pro Jahr NOx = NO + NO 2 Motoren Entwicklung KraftstoffverbrauchCO 2 Emissionen

14 S/Sti Wie wird NOx reduziert Verbrennungstemperatur [K] NOx ppm Diesel Senken der Verbrennungstemperatur Einspritzzeitpunkt Ansauglufttemperatur Kraftstoff – Mischungsverhältnis AGR

15 S/Sti Erhöhten Einspritzdruck Kontrollierten Ladedruck Brennraumdesign Abgasnachbehandlung –Oxitationskatalysator –Partikelfilter Verkehrsbedingte Partikel Reifen Straßenoberfläche Bremsen Abgase Abgaspartikel Ruß Kohlenwasserstoff Schmieröl (Schwefel) Partikel Reduktion

16 S/Sti Partikelzusammen- setzung nach der Verbrennung Ruß Kohlenwasserstoff Schmieröl (Schwefel) Oxikat Partikel- filter (Schwefel) Oxikat Ruß (Schwefel) Schall- dämpfer Ruß Kohlenwasserstoff Schmieröl (Schwefel) Partikel Reduktion Partikelzusammen- setzung nach der Reduktion

17 S/Sti Scania´s technisches Zentrum 1,800 Ingenieure (900 Antriebsstrang) 40 Motorenprüfstände 20 km Teststrecke

18 S/Sti Standardisierter Brennraum Liter 12-Liter Turbocompound 9-Liter 16-Liter 11-Liter

19 S/Sti gekühlte AGRSCR Technische Lösungen EDC Urea Luft Catalytic converter Motor Abgas NH 3 + NOx N 2 + H 2 O Rückgeführtes und gekühltes Abgas Ansaugluft Abgas * Ab Gas Rückführung ** Selective Catalytic Reduction ***

20 S/Sti Abgas - Nachbehandlung Neue Technologie für 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 Technische Lösungen EDC Urea Luft Catalytic converter Motor Abgas NH 3 + NOx N 2 + H 2 O SCR ** Selective Catalytic Reduction

21 S/Sti Stadt Fahrten SCR Abgastemperatur °C Scania 9-Liter Stadt Bus, Euro 3 Fahrzeug Geschw. km/h

22 S/Sti Effekt von SCR Stickoxide NOx = NO + NO 2 Kraftstoffverbrauch Euro 4 Euro 1 Euro 3 NOx reduziert durch Abgasnachbehandlung + Urea Lösung

23 S/Sti Richtungsweisende Anpassung der Emissionsrichtlinien, für Euro 4 und 5 (Feb ) –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 Schwindeln und Manipulieren 500 PS 2,400 Nm 300 PS 1,440 Nm Einführung 2006/2007

24 S/Sti Neue Einsatzfaktoren mit SCR Aufbau der Infrastruktur zur flächendeckenden Versorgung mit der Harnstoffwasserlösung Fehlanwendung und Manipulation Reinheit der Harnstofflösung Garantie

25 S/Sti Technische Lösung – 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 gekühlte AGR Rückgeführtes und gekühltes Abgas Ansaugluft

26 S/Sti Effekt of EGR NOx = NO + NO 2 Kraftstoffverbrauch Euro 4 Stickoxide NOx durch verbesserte Verbrennung reduziert Euro 3

27 S/Sti Hauptstrategie: Scania EGR EGR eine bewährte Technologie – schwere LKW´s pro Jahr in Nord Amerika –Millionen PKW´s und leichte LKW´s Präzisierte Verbrennung – keine aktive Abgasnachbehandlung –wartungsfreier Oxidationskatalysator (Oxikat ) –eliminiert Dieselgeruch, erholt sich vom Schwefel Keine zusätzliche Wartung Ölwechselintervalle bleiben gleich Aufbauarbeiten unbeeinflußt Nur Diesel tanken!

28 S/Sti Wirtschaftliche Aspekte

29 S/Sti Wirtschaftlichkeit Fuel Euro 3 Scania SCR Fuel Euro 4 Fuel Euro 5 Urea solution Fuel saving 3-4% (V8) Euro 4 3-4% Scania EGR Fuel saving 3-4% (V8) Urea solution 5-6% Euro 5 Bewährte Technologie Urea Verfügbarkeit und Preis

30 S/Sti 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 Bessere Lösungen um Euro 5 zu erreichen

31 S/Sti Scanias langfristige Motorenentwicklungs - Strategie

32 S/Sti Antriebsstrang Design Kraftstoff Flexibilität Einfache Bedienung Bewährte und robuste Technologie Leistbar

33 S/Sti 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 Lowpressure fuel pump Partikel0.02 g/kWh NOx2.0 g/kWh

34 S/Sti 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 … Particulates0.013 g/kWh NOx0.27 g/kWh Scania XPI Rail Injectors Fuel filters High-pressure fuel pump Lowpressure fuel pump

35 S/Sti Einspritzdruck Euro barReihenpumpe Euro bar Reihenpumpe 1300 bar Scania PDE Euro barReihenpumpe 1500 barScania PDE 1700 barScania HPI Euro barScania PDE + EGR 1800 bar Scania PDE + SCR 2400 bar ( max. v) Scania HPI + EGR Euro bar (immer)Scania XPI + EGR + VTG Euro bar Scania XPI + EGR + SCR + VTG

36 S/Sti Scania XPI extra high-pressure injection Scania XPI Daten: Mehrere Einspritzpulse Maximaler Einspritzdruck liegt immer an Vordefinierter Druck kann angepasst werden

37 S/Sti Vorteile von multiplen Einspritzungen Vor- einspritzung Einspritzung -60° TDC + 60° + 120° CA Zwei Haupt- einspritzungen Nach- einspritzung

38 S/Sti 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 Image from test cell or in truck

39 S/Sti NOx Entstehung während der Verbrennung Verbrennungstemperatur K NOx ppm DieselHCCI

40 S/Sti Magere (kalte) Verbrennung HCCI ist eine Möglichkeit Mischverbrennung hat ein hohes Potential niedrige Last– Vorgemischt – Homogene Verbrennung AGR ist die Schlüsseltechnologie

41 S/Sti Zukünftige Energie Herausforderungen

42 S/Sti Quelle: Uppsala Hydrocarbon Depletion Study Group, Oil and gas liquids 2004 Scenario, Updated by Colin J. Campbell, 15 May 2004 Öl- und Gasproduktion Erwartete Produktionsspitze 2008

43 S/Sti Vorschau für Nfzg Kraftstoffe gemäß EU Vorgaben 6% 20% EU Ziele für alternative Kraftstoffe

44 S/Sti Primärenergie Energieträger Energieumwandlung

45 S/Sti Methan LPG DME RME Benzin Kohle Sonne Wasser Wind Biomasse (Müll) Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology Synthetic gas Fischer- Tropsch ErdgasÖl Diesel Wasser- stoff Alkohol Elektrizität Atom- kraftwerk Künftige Kraftstoffe und Energiequellen Primärenergie

46 S/Sti Methan LPG DME RME Benzin Kohle Sonne Wasser Wind Biomasse (Müll) Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology Synthetic gas Fischer- Tropsch ErdgasÖl Diesel Wasser- stoff Alkohol Elektrizität Atom- kraftwerk Künftige Kraftstoffe und Energiequellen Energieträger

47 S/Sti Methan LPG DME RME Benzin Kohle Sonne Wasser Wind Biomasse (Müll) Quelle: Rolf Egnell, Lund Institute of Technology Synthetic gas Fischer- Tropsch ErdgasÖl Diesel Wasser- stoff Alkohol Elektizität Atom- kraftwerk Künftige Kraftstoffe und Energiequellen

48 S/Sti Erneuerbare Kraftstoffe Einige Alternativen sind interessant, aber … –Produktion zu wenig effizient –zu wenig landwirtschaftliche Nutzfläche vorhanden Mischungen mit Benzin oder Diesel werden empfohlen –Angepasst für alle Fahrzeuge –Internationale Standards wünschenswert Beste Mischungen –Benzin und Ethanol –Diesel und Ethyl/Methyl ester, z.B. RME

49 S/Sti Ethanol

50 S/Sti Gas

51 S/Sti Robuste Hybrid Technologie Große LKW / Bus Motoren Ultrakondensator als Energiespeicher Standard Fahrgestelle / Komponenten

52 S/Sti 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

53 S/Sti


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