Comunicato stampa                                           No:   2839     

In risposta alle normative di imminente adozione sulle emissioni che chiedono severe riduzioni delle emissioni di ossido di azoto e dei livelli di particolato, Perkins Engines ha combinato una serie di tecnologie e componenti per garantire che la nuova generazione di motori raggiunga gli obiettivi stabiliti, aumentandone nel contempo le prestazioni. 
Mentre i livelli di emissioni precedenti venivano controllati con successo tramite tecnologie basate sulla geometria della camera di combustione e sulla fasatura, modificando le dinamiche del processo di combustione per renderlo più pulito, queste tecnologie da sole si sono rilevate insufficienti per soddisfare i livelli di riduzione di ossido di azoto e di particolato richiesti dalla norma Tier 4 Interim/Stage IIIb. 
Perkins è giunta alla conclusione che i percorsi tecnologici possibili erano due:  uno consisteva nell'utilizzo dei gas di scarico per raffreddare il processo di combustione;  l'altro nell'utilizzo di un sistema denominato "Riduzione catalitica selettiva (RCS)".

Riduzione catalitica selettiva
La riduzione catalitica selettiva è una tecnologia che si sta cominciando ad implementare sui motori per impieghi su strada, soprattutto in Europa. La differenza principale consiste nella necessità di un secondo liquido da aggiungere al diesel.   Generalmente, si monta sulla macchina un secondo serbatoio che l'operatore deve rifornire ad intervalli regolari, più o meno dopo aver rifornito il serbatoio principale del diesel per la terza o quarta volta.   Questo liquido, noto come Adblue in Europa o Diesel Emissions Fluid nel Nord America, contiene una sostanza chimica denominata urea.L'urea viene iniettata in piccole quantità (generalmente dal 4 al 5% del diesel) nel sistema di scarico dove viene miscelata con i gas di scarico. Il catalizzatore dell'idrolisi trasforma l'urea in ammoniaca, che reagisce al NOx nel catalizzatore RCS per produrre azoto, acqua e anidride carbonica.  È necessaria quindi una fase finale del catalizzatore (catalizzatore di ossidazione) per eliminare eventuali residui di ammoniaca nei gas di uscita in quanto è potenzialmente nociva ed emana un odore sgradevole.
Il sistema RCS consente un risparmio nei consumi di diesel di circa il 5% rispetto alle altre tecnologie, sebbene il consumo complessivo di liquidi sia in realtà molto simile. L'effettivo risparmio dell'operatore grazie all'RCS dipenderà dal costo dell'urea e del diesel in un determinato paese. Ad esempio, nel Regno Unito l'Adblue risulterà leggermente più caro del diesel rosso utilizzato da molti operatori sulle attrezzature per impieghi fuori strada, ma meno caro del carburante per l'impiego su strada. La produzione dell'urea è ad elevato consumo energetico quindi è probabile che si avvicini in futuro ai prezzi del diesel. Il vantaggio del consumo di carburante dell'RCS è inoltre ristretto ad alcune condizioni operative limitate, che la ricerca Perkins ha trovato non adeguatamente correlate con le condizioni operative della maggior parte delle macchine fuori strada.
Tuttavia, in questa circostanza Perkins non ha scelto tale tecnologia per Tier 4 Interim / Stage 3b per due motivi principali:  
1) La scomodità per l'operatore nella manipolazione dell'urea: acquisto, trasporto, stoccaggio, riempimento.   In alcuni paesi non è assolutamente chiaro se l'infrastruttura di distribuzione sarà sufficientemente sviluppata in tempo per l'introduzione delle normative sulle emissioni nel 2011. 
2) La complessità: un elevato numero di componenti fondamentali per il funzionamento del sistema non si trovano sul motore. L'urea si congela a circa -9C e sono quindi indispensabili particolari accorgimenti termici per tubi e serbatoi.  

Questa tecnologia, tuttavia, è un metodo efficace per la riduzione di NOx e Perkins probabilmente la riterrà una delle opzioni che soddisfa al meglio i rigorosi requisiti a livello di Tier 4 Final e oltre, sebbene da sola probabilmente non garantirebbe la necessaria gestione del NOx.  
È importante notare che questo sistema è efficace esclusivamente nella riduzione delle emissioni di NOx e che è sempre necessario il post-trattamento per la gestione del particolato.

Filtro antiparticolato diesel
Indipendentemente dal produttore del motore, per alcune tecniche di post trattamento degli scarichi verrà richiesto l'adeguamento ai livelli di particolato della norma Tier 4 Interim/Stage IIIb. Perkins userà un filtro antiparticolato in cordierite (DPF). Questo materiale ceramico poroso è estremamente efficace nella rimozione del particolato, con un valore minimo del 90%. I gas di scarico scorrono attraverso le pareti porose del materiale depositando il particolato e lasciando puliti i gas di scarico.

Catalizzatore di ossidazione diesel 
Il filtro antiparticolato diesel non è in grado di abbassare la concentrazione dei gas secondo quanto stabilito dalla normativa. È richiesto anche il trattamento degli idrocarburi, del monossido di carbonio e della "frazione organica solubile". Quindi, il DPF viene utilizzato abbinandolo ad un altro dispositivo denominato catalizzatore di ossidazione del diesel (DOC).  Il DOC è simile alla cordierite ma utilizza un principio di flusso passante. I gas passano direttamente attraverso il dispositivo piuttosto che attraverso le pareti. Il DPF e il DOC vengono abbinati nello stesso filtro della macchina.  
Mano a mano che il filtro antiparticolato diesel elimina il particolato dai gas di scarico, la fuliggine inizia ad accumularsi nel filtro. Il filtro dovrà essere pulito attraverso un  processo di "rigenerazione". Il tasso di riempimento del filtro dipende dal livello di pulizia del motore ed è sicuramente consigliabile mantenere il più bassi possibile i livelli di particolato presenti nell'uscita del motore. Anche il ciclo operativo della macchina incide in certa misura sul tasso di accumulo della fuliggine. 

Rigenerazione DPF 
Esistono essenzialmente due tipi di rigenerazione che consentono la rimozione della fuliggine dai filtri: un processo continuo chiamato rigenerazione a basse temperature e un processo occasionale chiamato rigenerazione ad alte temperature. Per la rigenerazione a basse temperature, un catalizzatore basato su un substrato di metalli preziosi facilita la creazione di NO₂ nei gas di scarico che ossidano il carbonio a temperature intorno ai 250 ^oC o superiori.
Una limitazione presentata da questa tecnologia consiste nel fatto che per garantire il corretto funzionamento del processo è necessaria una quantità di ossido di azoto,  generalmente un rapporto minimo di 25:1 di ossido di azoto sui particolati, con un rapporto ottimale di 40:1. Sebbene l'uscita di particolato sia estremamente bassa, questo metodo è attuabile solo su motori con potenza non superiore a 130kW, dove una quantità leggermente maggiore di NOx è consentita dalla legge.  
Questo processo si verifica di continuo, per cui l'operatore non noterà alcuna differenza durante il ciclo di lavoro e non dovrà intraprendere azioni eccezionali. 
In seguito a un'approfondita ricerca sul campo condotta per misurare i cicli di lavoro di un gran numero di macchine diverse per impieghi fuori strada, Perkins è sicura che la maggior parte delle macchine avrà periodi di lavoro sufficienti con temperature di scarico superiori a 250^oC in grado di consentire una rigenerazione efficace del filtro tramite questo metodo.   Tuttavia, ci saranno dei casi, in particolare a basse temperature o con cicli di lavoro estremamente leggeri, in cui sarà necessario un ausilio per aumentare la temperatura di scarico. A tal fine, i motori Perkins monteranno un dispositivo meccanico semplice per agevolare la rigenerazione in queste circostanze speciali.  
La rigenerazione ad alta temperatura è un processo occasionale utilizzato per bruciare la fuliggine accumulata dopo qualche ora di funzionamento.   Sono disponibili diversi metodi ma quello preferito da Perkins per i motori con potenza superiore a 130kW consiste nell'uso di un bruciatore nel flusso di scarico, che riscalda i gas portandoli a una temperatura di oltre 600 ^oC e ossida direttamente la fuliggine accumulata in modo ben controllato.
Questo sistema risulta affidabile e facilmente controllabile rispetto ad alcuni sistemi della concorrenza in quanto consente di avviare e interrompere la rigenerazione in qualsiasi momento. Il processo è più efficiente a velocità inferiori e, ancora una volta, dalla misurazione dei cicli di lavoro della macchina emerge che quasi tutti i tipi di macchina offrono numerose opportunità che questo avvenga senza l'intervento dell'operatore. 

Manutenzione delle ceneri 
Sebbene quasi tutto il particolato presente nel filtro venga completamente ossidato durante la rigenerazione, l'olio di lubrificazione del motore contiene una piccola quantità di minerali (ad es. fosfati) che non bruciano. Questo determina, su molte ore di funzionamento, l'accumulo di cenere nei canali del filtro antiparticolato diesel. Queste ceneri potrebbero ridurre il volume del filtro e aumentare la contropressione, compromettendo le prestazioni e il risparmio dei consumi.
Poiché la cenere non si rigenera deve essere rimossa con una macchina speciale.   Nel Nord America, l'agenzia per la protezione ambientale (EPA) specifica che la manutenzione prima cenere non deve essere eseguita prima di 3.000 ore di funzionamento del motore per motori con potenza inferiore a 130kW e 4.500 ore per potenze superiori a 130kW.  
In Europa, sebbene non sia specificato dalla legislazione, Perkins ritiene che la manutenzione delle ceneri sia una pratica scomoda per il proprietario e che debba essere evitata il più possibile.  Grazie a un lieve aumento della dimensione dei filtri in corrispondenza della bassa potenza, Perkins è riuscita ad evitare la manutenzione delle ceneri per alcuni dei motori della gamma.

Zolfo
Il contenuto di zolfo nel carburante rappresenta un problema non solo per Perkins ma per l'intero settore. Lo zolfo reagisce con il catalizzatore di metalli preziosi e ne impedisce il corretto funzionamento. I legislatori hanno riconosciuto questo comportamento e stanno introducendo nuovi standard per il "diesel a bassissimo tenore di zolfo" per il carburante per impieghi fuori strada. Generalmente, ciò determina livelli di zolfo inferiori a 15 parti per milione, analogamente a quelli dei moderni combustibili per impieghi su strada.
Questa variazione di carburante, però, presenta dei problemi.  Ad esempio, i serbatoi sono effettivamente vuoti prima di aggiungere altro diesel a bassissimo tenore di zolfo? 
Tenendo sempre presenti questi fattori, Perkins sta puntando le sue ricerche verso tecnologie resistenti che possano fronteggiare occasionali rifornimenti non corretti.

Fine  

Perkins Engines è il fornitore leader di motori diesel e gas per impieghi fuori strada nella gamma di motori da 4 a 2000Kw (5-2600 CV). Il punto di forza di Perkins sta nella capacità di costruire motori ritagliati sulle esigenze dei clienti, ed è per questo che le soluzioni offerte da Perkins sono adottate da più di 1000 costruttori leader nei settori industriale, edile, agricolo, della movimentazione materiali e di produzione di energia elettrica. 
La rete di distributori Perkins fornisce assistenza in tutto il mondo garantendo uno standard di servizio eccellente a tutti i suoi clienti.