MOOTTORIT METSÄSSÄ. Puunkorjuussa käytettävän moottoritekniikan valinnoista ja kehityksestä

Transkriptio

1 MOOTTORIT METSÄSSÄ Puunkorjuussa käytettävän moottoritekniikan valinnoista ja kehityksestä

2 VAIKUTTAVAT TEKIJÄT Mitkä tekijät vaikuttavat moottoritekniikan kehitykseen? Metsäkoneiden kehitys on edennyt huimasti niistä ajoista, kun metsätyö alkoi koneellistua 1960-luvulla. Myös ne tekijät, jotka ovat vaikuttaneet kehitykseen vuosien varrella, ovat muuttuneet suuresti. Alussa kyse oli pääasiassa tuotannon tehostamisesta. Nykyään vaatimuskenttä on paljon monimutkaisempi ja käsittää erilaisia asioita aina yksittäisen metsäkoneyrittäjän tuloksesta koko maapallon kattaviin ympäristötekijöihin.

3 Ympäristövaatimukset Globaaleiden ympäristö- ja ilmastokysymysten merkitys on kasvanut 1990-luvulta alkaen koko ajan, ja keskeisessä osassa ovat kasvihuonekaasujen, kuten typpioksidin (NOx), päästöt ilmakehään. Metsäkonevalmistajien osalta tämän vaikutukset näkyvät EU:n ja USA:n päästölainsäädännöissä, jotka vaativat pakokaasujen puhdistuksen tehostamista porrastetusti NOx- ja hiukkaspäästöjen (PM) vähentämiseksi vuoteen 2014 mennessä. Lainsäädännön vakavuus näkyy vähentämisaikataulun kireydessä vuoden 1996 vähennystasoista (NOx 29 % ja PM 10 %) siirrytään 97 prosentin vähennysvaatimukseen sekä NOx:in että PM:n osalta jo vuonna 2014 (ks. kaavio). Metsäkonevalmistajat ovat vastanneet näihin vaatimuksiin kehittämällä erilaisia järjestelmiä pakokaasujen puhdistamiseen. On kuitenkin muistettava, että päästölainsäädännön kiristymisaikataulu vaihtelee eri puolilla maailmaa. Stage 4/ Tier 4 Final -vaihe koskee Eurooppaa ja Pohjois-Amerikkaa. Samat vaatimukset tulevat todennäköisesti kuitenkin jossakin vaiheessa voimaan myös suurimmassa osassa muuta maailmaa. PM [g/kwh] P > 130kW ilman säätelyä Stage 4 (2014) Stage 1 (1996) P > 130kW ilman Vähennys säätelyä 97 % NOx ja 30 % NOx-vähennys ja 10 % 97 % PM PM-vähennys ilman säätelyä toteutettuihin moottoreihin Stage 4 (2014) Stage 1 (1996) verrattuna Vähennys Stage 97 % 3B NOx (2011) ja 30 % NOx-vähennys ja 10 % 97 % PM PM-vähennys ilman säätelyä 85 % NOx-vähennys toteutettuihin ja 97 % moottoreihin PM-vähennys ilman verrattuna säätelyä Stage 3B (2011) toteutettuihin moottoreihin verrattuna Stage 3A (2006) Stage 2 (2002) Stage Vähennys 3A (2006) 70 % NOx Stage ja 2 (2002) Vähennys 50 % NOx Vähennys 70 % NOx ja Vähennys 50 % NOx 70 % PM ja 70 % PM Teho (kw) NOx 92 % NOx 6,0 NOx + NOx 2,4 NOx 0,4 130 <600 PM 0,54 PM 0,2 PM 0,2 PM 0,025 PM 0,025 Eurooppa: Stage 2 Stage 3 Stage 3B Stage 4 USA: Tier 2 Tier 3 Tier 3 interim Tier 4 Final > 000 Teho (kw) NOx 92 % NOx 6,0 NOx + NOx 2,4 NOx 0,4 130 <600 Vuosi PM 0,54 PM 0,2 PM 0,2 seuraava PM 0,025 PM 0,025 > 000 0,7 0,6 0,7 0,5 0,4 0,5 PM [g/kwh] 0,3 0,4 0,3 0,2 0,1 0,1 0 0,6 0, % NOx-vähennys ja 97 % PM-vähennys ilman säätelyä toteutettuihin moottoreihin verrattuna 70 % PM Taloudelliset vaatimukset/polttoaineen kulutus Tuottavuusvaatimukset ja 70 % PM NOx [g/kwh] NOx [g/kwh] Eurooppa: Stage 2 Stage 3 Stage 3B Stage 4 USA: Tier 2 Tier 3 Tier 3 interim Tier 4 Final Vuosi seuraava Nykypäivänä monet metsäkoneyrittäjät joutuvat työskentelemään kovan taloudellisen paineen alaisina. Paineen syyt ovat moninaiset aina investointikustannuksista jatkuvasti kohoaviin polttoainehintoihin, ja monissa maissa esimerkiksi dieselin hinta on lähes kaksinkertaistunut vuosien 2001 ja 2011 välillä. Tämän vuoksi metsäkoneiden vuosittaisen käyttötuntimäärän on oltava yleensä hyvin korkea, jotta hyväksyttäviin kannattavuuslukuihin päästään. Sen myötä myös jokainen pienikin parannus koneiden polttoainetehokkuuteen otetaan varmasti ilolla vastaan metsäkoneiden omistajien keskuudessa. Tuotannon lisääminen on tietenkin myös yksi keino metsäkoneyrityksen kannattavuuden parantamiseen. Moottoriteknisesti kehityspotentiaalia on, mutta monesti koneita käytetään jo nyt useassa vuorossa ja hyvin lähellä käytön maksimirajaa. Lisäksi tuottavuuden kasvattaminen esimerkiksi suuremman moottoritehon kautta saattaa johtaa ongelmiin ympäristövaatimusten suhteen, sillä suuremmat moottorit nostavat yleensä koneiden painoa ja lisäävät polttoaineen kulutusta ja sen myötä päästöjen määrää. Tämän vuoksi onkin parempi panostaa Komatsu Forestin tapaan moottorin tuottaman voiman älykkäämpään ohjaukseen ja optimointiin ja käyttää uusinta tekniikkaa kuutiometrikohtaisen polttoainekulutuksen vähentämiseen. Se vähentää myös ympäristökuormitusta merkittävästi. Lainsäädäntö puhdistaa ilmaa Päästölainsäädännön vaatimukset merkitsevät huomattavaa vähennystä terveydelle haitallisiin päästöihin. Kehitys vuoden 1996 ensimmäisestä vaiheesta (suuri tummanharmaa neliö) vuoden 2014 neljänteen vaiheeseen (pieni sininen neliö). Eri nimet, sama asia ympäristölainsäädännössä Tier ja Stage ovat amerikkalainen ja eurooppalainen nimitys vaiheille, joilla lainsäädäntö määrittää päästöjen vähentämisen. Yhteenveto EU:n ja USA:n päästölainsäädäntö pakokaasujen tehokkaammasta puhdistamista on tekijä, joka on vaikuttanut viime vuosina eniten moottoritekniikan kehitykseen. Polttoainekulutusta vähentävä moottoritekniikka ja pakokaasujen puhdistus parantavat sekä metsäkoneiden omistajien taloutta että maailmanlaajuista ympäristökuormitusta. Tuottavuuden lisääminen suurempien moottoreiden avulla johtaa helposti ristiriitoihin ympäristövaatimusten kanssa. Tämän vuoksi on löydettävä muita ratkaisuja, jotka sekä parantavat tuottavuutta että täyttävät ympäristölainsäädännön vaatimukset.

4 PAKOKAASUJEN PUHDISTUSJÄRJESTELMÄN VALINTA Toimintaperiaatteet, edut ja haitat Uusien päästövaatimuksien täyttämiseen käytetään pääasiassa kahta moottoritekniikkaa, CEGRja SCR-menetelmiä, joista Komatsu Forest on valinnut jälkimmäisen. Seuraavassa on yhteenveto molempien toiminnasta ja niiden soveltuvuudesta nykyaikaisen metsänhoidon tarpeisiin. Ilmanotto Dieselruisku Äänenvaimennin DPF-suodatin CEGR Jäähdytysneste EGR:ään EGR-jäähdytin EGR-toimilaite EGR-venttiili Päästöt vähentyvät tiettyyn määrään moottorissa CEGR-tekniikassa NOx:in eli typpioksidien määrä vähennetään optimiin kierrättämällä pakokaasut takaisin sylinteriin ja polttamalla ne uudelleen. Hiukkasten (PM) määrä vähennetään jälkeenpäin DPF-suodattimella. Cooled Exhaust Gas Recirculation on pidemmälle kehitetty muoto EGR-tekniikasta, joka luottiin USA:ssa 1970-luvulla. CEGR:ssä pakokaasut jäähdytetään ja sekoitetaan imuilmaan niin, että ne voidaan johtaa takaisin järjestelmään ja polttaa toisen kerran. Pakokaasujen johtaminen takaisin moottorin imuilman sekaan vähentää happipitoisuutta, jolloin palamislämpötila ja myötä järjestelmässä muodostuvan NOx:n (typpioksidit) määrä alentuvat. NOx-pitoisuuden alentuminen saadaan aikaan siis alhaisemman palamislämpötilan kautta, mutta se ei vähennä palamisprosessissa syntyvien hiukkasten määrää. Hiukkaspitoisuutta vähennetään sen sijaan seuraavassa vaiheessa erikoisrakenteisen DPF-hiukkassuodattimen (Diesel Particle Filter) avulla. CEGR-menetelmässä hiukkasten määrä on normaalia suurempi, sillä pakokaasujen johtaminen takaisin poltettavaksi optimaalista lämpötilaa viileämmissä olosuhteissa tekee palamisprosessista epätäydellisen. Tämän vuoksi suodatin puhdistettava säännöllisesti polttamalla kertynyt materiaali niin, ettei suodatin tukkeudu. Tässä yhteydessä on todettava, että CEGR-tekniikka ei sinänsä vähennä polttoaineen kulutusta vaan pikemminkin lisää sitä, koska järjestelmän jäähdytystarve on suurempi ja palamisprosessin energiankäyttösuhde on alhaisempi. Edut Täyttää lakisääteiset NOx- ja hiukkasmäärävaatimukset Järjestelmässä ei tarvita DEF-nestettä Haitat Lisää polttoainekulutusta Lisää jäähdytyskapasiteetin tarvetta Järjestelmään on asennettava DPFsuodatin DPF-suodatin on puhdistettava C:n lämpötilassa DPF-suodatin ja EGR-venttiili lisäävät huoltotoimenpiteitä Vaatii teknisesti moninmutkaisia komponentteja, kuten säädettävän turbon, EGR-venttiilin, kaksoisturboahtimen ja pakokaasujen jäähdytysjärjestelmän Herkempi heikkolaatuisille dieselpolttoaineille (rikki) Yhteenveto CEGR vähentää Nox-määrän palamisprosessissa, mikä ei alenna polttoaineen kulutusta. Palamisen jälkeen hiukkaset suodatetaan DPF-suodattimen avulla.

5 SCR Selective Catalytic Reduction on tekniikka, jossa NOxpitoisuutta vähennetään moottorin polttoprosessin jälkeen, sen ulkopuolella. Silloin palaminen voidaan optimoida niin, että hiukkasten määrä on mahdollisimman pieni ja moottorin suoritusteho mahdollisimman suuri. NOx-pitoisuus alennetaan palamisen jälkeen urealiuoksen (DEF, Diesel Exhaust Fluid) ja katalysaattorin avulla. DEF-neste ruiskutetaan pakoputkeen juuri ennen katalysaattoria, ja kun pakokaasu-def-seos kulkee katalysaattorin läpi, typpioksidit muuttuvat vaarattomaksi typeksi ja vesihöyryksi. Moottorin erittäin energiatehokas palamisprosessi vaikuttaa lisäksi polttoainekulutukseen edullisesti. Komatsu Forestin SCR-pohjaisen E3-powertekniikan (E3= Energy, Economy, Ecology) on todettu testeissä alentavan dieselpolttoaineen kulutusta jopa yli 20 prosentilla. Lisäksi Komatsu Forestin MaxiXplorer-ohjausjärjestelmä ja voimansiirtoratkaisut optimoivat koko järjestelmän moottorin voimankäytöstä koneen energiatehokkuuteen asti. DEF-säiliö DEF-pumppu DEF-suutin DEF-katalysaattori Päästöjen vähentäminen tapahtuu kokonaan moottorin ulkopuolella SCR-tekniikassa PM-hiukkasten vähentäminen on optimoitu käyttämällä palamisprosessissa optimaalista diesel-happi-seosta. NOx-pitoisuuden vähentäminen tapahtuu seuraavassa vaiheessa, moottorin ulkopuolella. Edut Täyttää lakisääteiset NOx- ja hiukkasmäärävaatimukset Vähentää polttoaineen kulutusta Alentaa polttoainekustannuksia (DEFkustannukset mukaan lukien) Alhaisemmat käyttökustannukset CEGR:ään verrattuna Ei vaadi EGR-venttiiliä Ei edellytä puhdistusjärjestelmän kunnossapitoa Kestää paremmin heikkolaatuisia dieseleitä (rikki) Haitat DEF-nesteen kuljetus ja käsittely Lisää komponentteja moottorin ulkopuolella Yhteenveto SCR alentaa NOx-pitoisuuden palamisen jälkeen ja hiukkasmäärän palamisprosessissa. Tämän ansiosta palamisprosessi voidaan suorittaa mahdollisimman tehokkaasti, jolloin polttoaineen kulutus alentuu.

6 UUSI MOOTTORI- SUKUPOLVI Huipputehoa vähemmällä polttoaineella Pakokaasujen puhdistusjärjestelmä ja moottoritekniikka ovat sinänsä eri asioista. SCR on kuitenkin pakokaasujen puhdistusjärjestelmä, joka mahdollistaa todella tehokkaiden ja vääntövoimaisten, vähemmän polttoainetta kuluttavien moottoreiden rakentamisen. Ja juuri niitä etuja tarjoaa Komatsu Forestin uusin moottorisukupolvi. Kun pakokaasujen puhdistus tehdään moottorin ulkopuolella, moottorin ruiskutus ja polttoprosessi voidaan virittää optimaaliseksi - ja se on avain todella tehokkaaseen toimintaan. Uuden sukupolven common rail -ruiskutusjärjestelmä mahdollistaa korkeamman ruiskutuspaineen, tarkemman ajoituksen ja tehokkaamman ahtoilmajäähdytyksen. Sen ansiosta moottori on voimakkaampi, se reagoi herkemmin ja tuottaa hiukkasia vähemmän. Kaiken lisäksi se kuluttaa polttoainetta vähemmän. Uuden sukupolven ruiskutustekniikka, jota ohjataan tietokoneella ja valvotaan elektronisesti, nopeuttaa moottorin reagointia kuormituksen muutoksiin ja optimoi ruiskutuspaineen kaikissa käyttötilanteissa. Tämän ansiosta moottorin vasteaika on lyhyempi. Koska uudet elektroniset polttoainesuuttimet mahdollistavat seitsemän ruiskutusta yhden ruiskutustahdin aikana, palaminen tapahtuu tasaisemmin. Moottoreiden jokaisessa sylinterissä on kaksi imu- ja kaksi poistoventtiiliä. Sen ansiosta suuttimet on voitu sijoittaa venttiileiden keskelle pystysuoraan, jolloin polttoaineen virtausta on voitu lisätä ja pumppaushävikki vähentyy. Tämä parantaa polttoaine-ilmaseoksen suhdetta, mikä vähentää päästöjä ja varsinkin polttoaineen kulutusta. Mittaukset osoittavat, että dieselin kulutus voi vähentyä edullisissa olosuhteissa yli 20 prosentilla. Lisäetuna järjestelmä alentaa moottorin ääntä, parantaa sen toimintavarmuutta, yksinkertaistaa huoltoa ja tuottaa korkean vääntömomentin myös alhaisilla kierrosnopeuksilla. Sen ansiosta kone pystyy työskentelemään mahdollisimman tehokkaasti kaikissa tilanteissa. Yhteenveto Moottorin ulkopuolella tapahtuva pakokaasupuhdistus parantaa suorituskykyä ja vähentää polttoaineen kulutusta. Korkeampi ruiskutuspaine, tarkempi ajoitus ja tehokkaampi palaminen optimoivat moottorin tehon ja energiatehokkuuden. Uuden sukupolven moottoritekniikka, johon kuuluu muun muassa common rail, uudistettu palotila ja tarkoin suunnitellut venttiilirakenteet, tuottaa korkean vääntömomentin jo alhaisilla kierrosnopeuksilla. Alhaisempi äänitaso, erinomainen toimintavarmuus ja yksinkertainen huollettavuus ovat myös uusimman moottorisukupolven etuja.

7 SCR Prosessi ja komponentit DEF Paluuvirtausjohto DEF Käyttömoduuli Moottori Lämpötilasensori DEF Säiliö ECU Moottorin jäähdytysjohdot DEF-lämmitykseen 1 Moottorin jäähdytysjohdot annostelumoduulin jäähdytykseen Toimilaitteet Sensorit Moottori CAN NO2 sensori 1 DOC Annostelumoduuli Lämpötilasensori 1 Sekoitin SCR-katalysaattori Diagnosointi CAN Lämpötilasensori 2 NO2 sensori Palaminen SCR-tekniikan vahvuus sekä ympäristöllisesti että moottorin tehokkuuden kannalta on se, ettei siinä kierrätetä pakokaasuja takaisin moottorin. Toisin kuin CEGR-järjestelmässä, SCR:ää käytettäessä moottoriin ruiskutetaan optimaalinen seos puhdasta ilmaa ja polttoainetta, mikä sekä vähentää hiukkasten määrää että parantaa moottorin energiatehokkuutta ja voimantuottoa. Diesel Oxidation Converter Palamisen ja turboahdon jälkeen pakokaasut johdetaan DOC:iin, jonka platinapinnoite reagoi hiilivetyjen (HC) ja hiilioksidin (CO) kanssa ja muuttaa ne vesihöyryksi ja hiilidioksidiksi (CO 2 ). Osa pakokaasujen typpioksidista (NO) muuttuu myös typpidioksidiksi (NO 2 ), mikä nopeuttaa SCR-prosessin reaktionopeutta ja tehokkuutta. Tässä vaiheessa käsitellään myös pakokaasuun jääneet hiukkaset. DEF-ruiskutus DOC:in jälkeen kuumaan pakokaasuun ruiskutetaan DEFnestettä. DEF-neste höyryyntyy korkeassa lämpötilassa ja muodostaa ammoniakkia ja hiilidioksidia, jotka johdetaan SCR-katalysaattoriin. Typpioksidin vähentäminen Katalysaattorissa ammoniakki reagoi typpioksidien kanssa ja tuloksena syntyy vaaratonta typpikaasua ja vesihöyryä. Komponentit, valvontakomponentit ja anturit SCR-järjestelmä on hyvin vakaa ja sisältää tarkoin testattuja valvontakomponentteja, kuten antureita ja sensoreita. (Sekä CEGR- että SCR-järjestelmässä toimintoja valvovat erilaiset anturit). SCR-järjestelmä ei vaadi laajoja huoltotoimenpiteitä. Merkittävää on, että kaikki DEF-nesteeseen liittyvät letkut ja liitännät sekä säiliö lämmitetään vesikiertoisella lämmitysjärjestelmällä.

8 KYSYMYKSIÄ JA VASTAUKSIA

9 CEGR-järjestelmä ja DPF (Diesel Particle Filter) Mikä DPF on ja mitä se tekee? DPF on CEGR-järjestelmässä tarvittava suodatin nokihiukkasten määrän alentamiseksi lain vaatimalle tasolle. Sen on välttämätön sen vuoksi, ettei CEGR-järjestelmän palamisprosessi käsittele hiukkasia riittävästi. Kuinka DPF-suodattimen tukkeutuminen vältetään? Puhdistamalla ja vaihtamalla. Kuinka DPF puhdistetaan? Puhdistus suoritetaan kahdella tavalla, puhdistuspoltolla ja vaihtamalla. Puhdistuspolton suorittaa kuljettaja järjestelmän antamien indikaatioiden mukaan. Seuraavassa vaiheessa suodatin lähetetään puhdistettavaksi ulkopuolisen toimesta tai se vaihdetaan. Kuinka kauan puhdistuspoltto kestää? Yleensä muutaman minuutin. Kuinka korkeaksi lämpötila nousee puhdistuspolton aikana? C:een, ja se lisää palonvaaraa kenttäolosuhteissa. Pysyykö puhdistuksen tarve tasaisena vai vaihteleeko se? Se vaihtelee moottorin tehonkäytön mukaan. Kuinka kauan yhtä DPF-suodatinta voidaan käyttää, ja mitä muita huoltotoimia DPF/CEGR vaatii? DPF on vaihdettava jonkin ajan kuluttua. Suodattimen vaihdon ja puhdistuksen suorittaa valtuutettu korjaamo/huoltoliike. Vaihtoväli riippuu moottorin keskikuormituksesta. Mitä enemmän konetta on käytetty tyhjäkäynnillä tai alhaisilla kierroksilla, sitä useammin DPF-suodatin on vaihdettava. Tosiasia on, että CEGR-järjestelmän heikompi hiukkaspalaminen likaa moottoriöljyä, ja siksi öljynvaihtoväli saattaa lyhentyä jopa 250 tuntiin. Koska CEGR-tekniikka vaatii myös huomattavasti enemmän jäähdytystä, myös jäähdytinlaitteiston huoltaminen on vaativampaa. Onko DPF- ja CEGR-järjestelmä herkempi heikkolaatuiselle dieselille (rikki)? Kyllä, CEGR-järjestelmään sisältyvät komponentit ovat herkempiä huonolaatuiselle dieselille, eli runsasrikkisille dieselöljyille. SCR-järjestelmä ja DEF (Diesel Exhaust Fluid) Mitä DEF on? DEF on avainkomponentti pakokaasujen NOx-pitoisuuksien alentamiseen SCRjärjestelmässä. DEF sisältää n. 33 % ureaa ja n. 67 % deionoitua vettä. Ureaa käytetään monissa erilaisissa teollisuusprosesseissa, esim. maatalouden lannoiteaineena. Onko DEF myrkyllistä? Ei ole. DEF luokitellaan myrkyttömäksi, saastuttamattomaksi ja heikosti syttyväksi. DEF on myös täysin väritöntä ja hajutonta, mutta lievästi syövyttävää. Mikä DEFin tehtävä on SCR-järjestelmässä? DEF lisätään pakokaasun joukkoon ennen kaasujen johtamista katalysaattoriin. Katalysaattorissa DEF reagoi ympäristölle haitallisten typpioksidien kanssa ja muuttaa ne vaarattomaksi typeksi ja vesihöyryksi. Kuinka paljon DEF-nestettä tarvitaan? Määrä vaihtelee kuormituksen mukaan, mutta DEF-nesteen osuus on keskimäärin n. 3 5 % polttoaineen kokonaiskulutuksesta. Kuinka suuri DEF-säiliö on ja kuinka usein se on täytettävä? DEF-säiliön kokonaistilavuus on 30 litraa, ja siitä 8 litraa on varakäyttöä varten. DEF-säiliö on mitoitettu niin, että nestettä voidaan lisätä jokaisen polttoainetäydennyksen yhteydessä. Voiko DEF jäätyä? DEF-nesteen jäätymispiste on -11 C. Sekä säiliön että ruiskutusjärjestelmän jäätyminen estetään kuitenkin Komatsu Forestin SCR-järjestelmässä tyhjentämällä järjestelmä koneen sammutuksen yhteydessä ja lämmittämällä kaikki johdot tarvittaessa koneen jäähdytysvesijärjestelmän avulla. Muilta osin järjestelmä on testattu ja arvioitu kovassa pakkasessa eikä toimintahäiriöitä ole havaittu. Voiko konetta käyttää, jos DEFsäiliö on tyhjä tai jäässä? Kyllä voi. Konetta voidaan käyttää noin 40 minuuttia ennen kuin järjestelmän on toimittava päästövaatimusten tarkoittamalla tavalla, mikä siis edellyttää juoksevan nesteen saatavuutta DEF-säiliöstä. Tätä valvovat sensorit, ja kaikissa markkinoilla olevissa järjestelmissä on oltava tämänkaltainen sensorivalvonta järjestelmän toiminnan varmistamiseksi. Vaatiiko DEF- ja SCR-järjestelmä joitakin erityisiä huoltotoimenpiteitä? Ei tarvitse. Järjestelmän toiminta edellyttää vain DEF-nesteen lisäämisen jokaisella tankkauskerralla sekä yksinkertaisen suodattimenvaihdon pumppumoduulissa n tunnin välien. Onko DEF- ja SCR-järjestelmä herkempi heikkolaatuiselle dieselille (rikki)? On, mutta huomattavasti vähemmän kuin CEGR-järjestelmä.

10 Kuorma-autovalmistajat käyttävät SCR:ää Eco Driving -koulutusta ja monipuolista tutkimusta aina jonossa ajamisesta vaihtoehtoisiin polttoaineisiin. Energiatehokkuus ja ympäristövaikutusten vähentäminen on asettunut kuorma-autoalan suurien haasteiden eteen meri- ja junakuljetusten aiheuttaman kilpailun kiristyessä. Kuljetussektorin päästövaatimukset ovat lisäksi vielä tiukemmat kuin metsätaloudessa, ja siksi tämän päivän kehitystasolla on käytettävä CEGR- ja SCR-järjestelmien yhdistelmää. Tavaralajimenetelmä Yhtiö Moottori Päästötekniikka Komatsu Forest AGCO Sisu Power SCR John Deere John Deere EGR Rottne John Deere EGR Eco log Mercedes SCR Ponsse Mercedes SCR Moottoritekniikan ja päästöjen osalta suuntaus on selvä (ks. viereinen taulukko): Kuorma-autovalmistajat ovat siirtymässä CEGRjärjestelmästä SCR-järjestelmään. SCR-tekniikan sanotaan olevan tulevaisuuden tekniikkaa, joka on saatavana jo nyt. Järjestelmän merkittävin etu on aivan sama kuin metsätaloudessa: samalla tekniikalla pystytään täyttämään lakisääteiset määräykset ja alentamaan polttoainekustannuksia. Kuten taulukosta käy ilmi, maailman viidestä suuresta metsäkonevalmistajasta kolme on valinnut SCR-tekniikan. SCR on eurooppalainen valinta, Pohjois-Amerikassa käytetään CEGR:ää. Sen sijaan amerikkalaiset kuorma-autonvalmistajat ovat vaihtaneet kaistaa ja siirtyneet käyttämään SCR-tekniikkaa. Kuorma-autot (Tukkiautot) Yhtiö Moottori Päästötekniikka Paccar Paccar SCR Volvo Volvo SCR Mack Mack Cleartech SCR Western Star Detroit Diesel Blue Tec SCR International Maxxforce EGR Scania Scania SCR/EGR

11 SEURAAVA ASKEL Mielipiteitä tähänastisista tuloksista ja tulevasta kehityksestä Millaisia kokemuksia teillä on tähänastisesta kehityksestä moottoritekniikassa? Millaisia konkreettisia tuloksia olette kokeneet, millaisia johtopäätöksiä tehneet? Ja mikä tulee olemaan tärkeintä lähitulevaisuudessa? Seuraavassa on muutamia mielipiteitä Komatsu Forestin työntekijöiltä ja asiakkailta. Kone kuluttaa polttoainetta keskimäärin 2-3 litraa vähemmän tunnissa. Roland Nilsson metsäkoneyrittäjä Roland Nilsson on tehnyt metsätöitä noin 40 vuotta. Nykyään hänellä on oma yritys, Fågelstigens Skog AB, joka työllistää kolme työntekijää. Kesäkuussa 2011 yritykselle toimitettiin Västerbottenin Vännäsiin uusi Komatsu hakkuukone, jossa on SCRpohjainen E3-power-moottori. Rolandin kokemukset koneen polttoaineen kulutuksesta ovat erittäin myönteiset. Kävimme käyttöraportin tarkoin läpi 800 tunnin kohdalla, ja siinä olleet positiiviset luvut pätevät edelleen. Olemme todenneet, että kone kuluttaa polttoainetta keskimäärin 2-3 litraa vähemmän tunnissa. Koko ajan nousevilla dieselhinnoilla polttoainekustannukset tulevat koko ajan tärkeämmiksi, Roland Nilsson toteaa. SCR:n myötä suuri osa Stage 4/Tier 4 Final -työstä on jo tehty. Komatsu Forestin tekniselle johtajalle Ola Boströmille viime vuodet ovat olleet asteittain kiristyvän päästölainsäädännön myötä intensiivistä kehitystyötä, jossa on jouduttu pohtimaan, keskustelemaan ja testaamaan paljon erilaisia moottori- ja päästötekniikoita. Nyt hän voi todeta, että Komatsu Forest on SCR-tekniikkansa ansiosta noussut ikään kuin edelläkävijäksi - eikä vain metsäkonealalla. Nykyisillä tekniikoilla valittavana on tasan kaksi vaihtoehtoa, CEGR ja SCR. Ja kaikki asiantuntijat ovat tällä hetkellä sitä mieltä, että SCR on ainoa tekniikka, joka todella pystyy täyttämään lopulliset päästövaatimukset Ennen kaikkea NOx-määrien alentamisessa SCR on kiistatta kaikkein tehokkain ratkaisu. Tämän vuoksi esimerkiksi useimmat kuorma-autovalmistajat ovat kääntäneet kelkkansa ja siirtyneet käyttämään SCR:ää, sanoo Ola. Samalla hän myöntää, että myös Komatsu Forestilla on vuosien mittaan mietitty erilaisia ratkaisuja ja yksityiskohtia. Mikään ei ole ollut kiveen kirjoitettua, sillä voimme esimerkiksi kertoa, että harkitsimme jonkin aikaa CEGRjärjestelmän ja hiukkassuodattimen käyttöönottoa. Mutta kehitys on mennyt näinä vuosina huimasti eteenpäin sekä hiukkasmäärän minimoimiseen tähtäävän ja polttoainekulutusta vähentävän tehokkaan palamisprosessin että NOx-päästöjen vähentämisen osalta. Nyt olen erittäin iloinen tekemästämme valinnasta. Suuri osa päästölainsäädännön viimeisen vaiheen vaatimasta työstä on meillä jo tehty, koska meillä on valmis ja hyvin toimiva konsepti, ja voimme alkaa kehittää sitä nyt eteenpäin. Ola Boström, Tekninen johtaja Komatsu Forest

12 FORESTRY QUALITY EngINES Sinun haasteesi ohjaa meidän kehitystämme Komatsu Forestin moottoritekniikan kehittäminen lähtee muiden kehityskohteiden tapaan niistä ydinarvoista, jotka käsitteemme Forestry Quality pitää sisällään. Se tarkoittaa, että kehityksemme suuntaa ja valintojamme ohjaa koko ajan keskittyminen metsään, intohimo tekniikkaan ja nykyaikaisen puunkorjuun toimintaperiaatteiden ymmärtäminen. Moottoritekniikassa tämä tarkoittaa, että pyrimme aina luomaan ratkaisuja, joista asiakkaamme hyötyvät niin ympäristötekijöiden, tuottavuuden kuin käyttökustannustenkin kannalta. Tämän ansiosta Komatsun metsäkoneet ovat maailman huipulla kaikessa koneiden suorituskyvystä ja päästöjen vähentämisestä moottorin polttoainetehokkuuteen asti. Ja juuri tällaisia etuja nykyaikaisessa metsänhoidossa käytettävien moottoreiden on tarjottava. Komatsu Forest AB