Die neue Yanmar TNV Motorenfamilie für zukünftige Off-Road Anwendungen

17. Oktober 2014 | Engineering Service

Kundenanforderungen im Blick: Mit starker Unterstützung seitens der FEV hat Yanmar die neue TNV-Dieselmotorenfamilie im Leistungsbereich von 19 bis 56 kW entwickelt. Als Ergebnis der gemeinsamen Entwicklungsarbeit stellt sich die TNV-Motorenreihe als leistungsstark, leise und sehr dauerhaltbar bei gleichzeitig vermindertem Kraftstoffverbrauch dar. Die Motoren erfüllen selbst strengste Emissionsanforderungen wie z.B. die US Tier 4-Gesetzgebung. Yanmars hochentwickelte Verbrennungstechnologie mit Common Rail-Einspritzung und gekühlter Abgasrückführung (AGR) in Verbindung mit einer modellbasierten Regelungsstrategie bilden die Basis für ein herausragendes Betriebsverhalten unter allen Betriebsbedingungen. Eine zusätzliche Abgasnachbehandlung mit einem Partikelfiklter (DPF) macht den TNV zu einem „grünen“ Motor mit einer weiteren Verringerung der Schadstoffemissionen.

Das Motormanagement-System mit Yanmars eigenentwickelter Software stellt ein hervorragendes Betriebsverhalten sicher, indem wesentliche Betriebsparameter automatisch adaptiert werden. So wird die AGR-Rate ohne Luftmassensensor geregelt. Stattdessen erfolgt die Anpassung auf Basis physikalischer Modelle, sodass eine Kompensation von unterschiedlichen Parametern möglich ist. Hierzu gehören Umgebungseinflüsse (beispielsweise Höhe), ein variierender Abgasgegendruck, beispielsweise hervorgerufen durch zunehmende Beladung des DPF, oder eine veränderte Geometrie der Ansaugstrecke. Die derartige Anpassung der AGR-Rate bringt entsprechende Vorteile hinsichtlich des Realbetriebes sowie des Kalibrieraufwandes mit sich.

Tier 4-Emissionsgrenzwerte sicher erfüllt

Im Vergleich zu den bisherigen EPA Tier 3-Motoren reduzieren Common Rail-Technologie sowie gekühlte AGR die stationären NOx+NMHC-Emissionen signifikant. Auch die Feinstaub-Emissionen (Particulate Matter / PM) werden durch den Partikelfilter drastisch vermindert. Niedrigste Emissionen im transienten Betrieb werden darüber hinaus durch die Motorsteuerung sichergestellt. So werden die US Tier 4-Emissionsgrenzwerte im stationären (C1) und transienten (NRTC) Testzyklus sowie im NTE-relevanten Kennfeldbereich sicher unterschritten.

Dreistufige Regenerationsstrategie

Die im DPF akkumulierte Rußmenge wird über ein neuartiges Modell zur Regenerationssteuerung vorherbestimmt. Die integrierte Motor- und Abgasnachbehandlungssteuerung stellt dabei eine sichere DPF-Regeneration unter allen relevanten Off-Road Betriebszyklen und Umgebungsbedingungen sicher. Hierfür wird eine besondere 3-Stufen-Regenerationsstrategie eingesetzt, die für den Betreiber weitestgehend unsichtbar abläuft:
•       „Assist Regeneration“:
Eine DPF-Regeneration mit moderaten Temperaturen wird eingeleitet, wenn eine definierte Beladung des DPF erreicht wird
•       „Reset Regeneration“:
Eine DPF-Regeneration mit höheren Abgastemperaturen wird eingeleitet, wenn eine vordefinierte Betriebsdauer überschritten wird
•       „Unscheduled Stationary Regeneration“:
Der dritte Schritt wird aus Sicherheitsgründen angefordert, wenn die „Assist Regeneration” und “Reset Regeneration” nicht erfolgreich durchgeführt werden können und eine Sicherheitsgrenze der DPF-Beladung überschritten wird.

Technologien des neuen TNV Motors

Technologien des neuen TNV Motors

 

 

Yanmar 3-Stufen DPF-Regenerationsstrategie

Yanmar 3-Stufen DPF-Regenerationsstrategie

 

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