La Nueva Generación de Motores a Gas Natural de … · Cummins Westport (CWI) ... Mid range engine...
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La Nueva Generación de Motores a Gas Natural de Emisiones Cercanas a Cero - CWI “ISL G Near Zero” Seminario El Gas Natural en el Transporte – GN FENOSA Santiago, Nov 17 2016 Por Victor Suarez
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La Nueva Generación de Motores a Gas Natural de Emisiones Cercanas a Cero -CWI “ISL G Near Zero”
Seminario El Gas Natural en el Transporte – GN FENOSA
Santiago, Nov 17 2016
Por Victor Suarez
Agenda Nueva Generación de Motores CWI Por Qué Más Bajas Emisiones de NOx ? La Tecnología CWI del Motor ISL G Near Zero El Motor ISL G NZ - GHG & RNG Soporte de los Motores CMI/CWI en Sur América Q & A
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La nueva Generación de Motores CWI
Cummins Westport Inc. (CWI)
Cummins Westport (CWI) es una sociedad (JV) establecida en el 2001– 50% - Cummins Inc. – el fabricante mas grande de motores diesel comerciales
a nivel mundial, – 50% - Westport Innovations Inc. – lider mundial en tecnologías de motor con
combustibles gaseosos. CWI ofrece motores de combustible alternativo en aplicación automotriz
en el rango de 6 a 12 litros. (CNG, LNG, RNG). Los motores son fabricados por Cummins. Las partes, servicio y entrenamiento se soportan a través de la red de
Distribución Cummins. Más de 70,000 motores han sido entregados a nivel mundial
Liderazgo Continuo de CWI en el Desempeño de Emisiones
2007 2013 20162001
ISL G ISX12 G ISB6.7 G
First HD engine certified 2010 EPA/ARB
0.2 g/bhp-hr. NOx
SEGR Combustion
First engine 2004 EPA Certified
1.8 g/bhp-hr. NOx
Lean Burn Combustion
C Gas Plus
HD Truck engine certified EPA/ARB
0.15 g/bhp-hr. NOx
SEGR Combustion
Mid range engine certified EPA/ARB
0.1 g/bhp-hr. NOx
SEGR Combustion
First engine Certified Near Zero ARB
0.02 g/bhp NOx
SEGR Combustion
2016
Particulate Matter (PM)
All CWI engines have met the 2010 EPA/ARB Particulate Matter (PM) standard (0.01 g/bhp-hr.) with a catalyst since 2001
8.9 Litre Spark Ignited
SEGRThree Way Catalyst
66,000 lb. GVW
Refuse/Transit/Regional P&D Truck/Mixers
Motores a Gas Natural CWI Mas de 70,000 motores en servicio a nivel mundial
6.7 Litre Spark Ignited
SEGRThree Way Catalyst
33,000 lb. GVW
School bus/MD Truck/Shuttle bus/Sweeper/yard spotter
11.9 Litre Spark Ignited
SEGRThree Way Catalyst
Up to 80,000 lb. GVW
Regional Haul Truck/Tractor/Refuse
Línea Motores GNV CMI/CWI. LatAm 2016
5.9 LitreLean Burn
195–230 hp 420–500 lb-ft
EURO V, EEVRMEP, USA
8.3 LitreLean Burn
250-280 hp 660-850 lb-ft
EURO IVRMEP, USA
8.9 LitreStoich EGR250-320 hp
660-1000 lb-ft Euro V, EEV,
EPA 2010RMEP, USA
11.9 LitreStoich EGR320-400 hp
1150-1450 lb-ft EPA 2013JEP, USA
Qué significa Combustión Estequiométrica?
Es un proceso de combustión ideal donde el combustible se quemacompletamente.
– Relación ideal de Aire/Combustible - Mezcla químicamente correcta de combustible y aire.
– Todo el Combustible & Aire se consume sin que haya exceso de ninguno de ellos enel escape.
– La ausencia de Oxígeno en la corriente del escape permite que el Catalizador de Tresvias (CO, HC, NOx) maneje el control de los NOx.
Beneficios:– Incremento en la Densidad de Potencia– Incremento en la Eficiencia Térmica– Reducción de las Emisiones
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Post-Tratamiento, Catalizador de Tres Vías Similar al catalizador de los automóviles a
gasolina. Silenciador de Paquete Unitario. Montaje
Horizontal o Vertical. Peso ~100 Lbs. Beneficios:
– Libre de Mantenimiento– Confiable– No requiere Ciclos de Regeneración– Fácil de Instalar en el Vehículo
Operación Más Silenciosa
El ISL G es 5.5 decibelesmás silencioso en torque
y carga maximas
El ISL G es 9.9 decibels mássilencioso enminima/vacio
Los Motores Encedidos por Chispa(Spark ignition) son más
silenciosos
Las Comunidades aprecian hoy los menores niveles de ruido de los
GNV.
UN Motor Diesel en ralentí es más ruidoso que DIEZ motores a GNV
juntos en ralentí
Por Qué Mas BajasEmisiones de NOx?
Porque las Bajas Emisiones de NOx? Alta temperatura en la combustión del motor produce
NOx. Los NOx a través de una reacción compleja con la luz
solar producen NO2. Esta conversión promueve la formación de ozono a
nivel del suelo. Los Hidrocarburos reactivos pueden acelerar el
proceso de conversión. Los Hidrocarburos del Gas Natural son menos
reactivos que los del Diésel. En la mayoría de las zonas urbanas, motores con
bajos NOx reducen la formación de Ozono a nivel del suelo.
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Reducción de los NOx en California La baja calidad del Aire en California por PM y Ozono esta obligando al gobierno a tomar pasos
significativos para reducir los NOx. – Patrocinio de desarrollo y demostración de nuevas tecnologías.– Pragrama de Incentivos para el Usuario Final para contrarrestar el incremento de los costos
de los Nuevos Vehículos.
Cuál es el Plan de California (ARB)? Con EPA 2010 ya se ha logrado una reducción del 98% de NOx en comparación a los estándares
de 1985. Ahora ARB ha establecido tres niveles opcionales de emisiones de bajos NOx.
– 0.02 g ~ Emisiones “Casi Cero” de NOx. Reducción del 90% de NOx en comparación al estándar EPA 2010.
0.2 g/bhp-hr EPA 2010 Estándar Actual
0.1 g/bhp-hrEstándares Opcionales ARB de bajos NOx.
0.05 g/bhp-hr
0.02 g/bhp-hr
“Near Zero”
ARB ha identificado este nivel de Casi Cero Emisiones como el equivalente a un camión 100% a baterías que utiliza electricidad de una planta moderna de gas natural de ciclo combinado.
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La Tecnología del Motor CWI ISL G Near Zero
El Motor a Gas Natural de “Casi Cero” Emisiones CWI ha estado trabajando en un proyecto apoyado
por varias organizaciones para desarrollar la tecnología que permita reducir emisiones de NOxpor debajo del nivel de Casi Cero (Near Zero) de 0.02 g/bph-hr.
En el 2014, CWI completó la investigación y desarrollo de un prototipo usando la misma arquitectura de su motor ISLG
2015– Desarrollo del motor y partes para alta
producción– Validación extensa de Sistemas y
Componentes para demostrar su desempeño y durabilidad incluyendo pruebas de campo.
– Certificación de Emisiones
2016 Listo para Producción
Emissions Criteria Reduction Near Zero
Particulate Matter (PM)
↓ 80% below EPA standards
Nitrogen Oxides(NOx)
↓ 90% below EPA standards
Engine related Methane (CH4)
↓ 70% reduction(crankcase and tailpipe)
Greenhouse Gases(CO2 equivalent)
↓ 9% reduction (technology pathway for further reduction in 2019/2020)
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ISL G Certificaciones EPA & California ARB
Current ISL G certification PM is 80% below the EPA standard NOx is 35% below the standard
FTP EURO FTP EURO FTP EURO FTP EUROSTD 0.14 0.14 0.20 0.20 15.5 15.5 0.01 0.01CERT 0.06 0.06 0.13 0.01 9.8 8.00 0.002 0.001
NMHC NOx CO PM
ISL G Near Zero certification PM is 90% below the EPA standard NOx is 90% below EPA standard! CO2 is 16% below EPA standard!
FTP EURO FTP EURO FTP EURO FTP EUROSTD 0.14 0.14 0.02 0.02 15.5 15.5 0.01 0.01CERT 0.01 0.000 0.01 0.004 1.5 0.3 0.001 0.000
NMHC NOx CO PM
Current NOxstandard 0.2 g/bhp-hr
ARB optional low NOx standards
0.1 g/bhp-hr
0.05 g/bhp-hr
0.02 g/bhp-hr
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1985 1990 1991 2000 2010 2016
NOx (g/hp-hr) 10.8 6 5 4 0.2 0.02
PM (g/hp-hr) 0.59 0.59 0.25 0.05 0.01 0.01
Impacto en la Reducción de Emisiones - NOx
=
108054054
0.01
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La arquitectura del ISLG NZ es la misma– Motor construido en la planta de Cummins en Rocky Mount Carolina del
Norte.– Mismos niveles de potencia, garantía y operación/procesos de
mantenimiento.– No hay cambios en el nivel de requerimientos para certificar a los técnicos.
Sistema Cerrado de Ventilación del Carter (CCV) es nuevo.– El sistema cerrado reduce las emisiones del motor en un 70%– El filtro se requiere cambiar cada 2,000 horas
Catalizador de Tres Vías nuevo para cumplir con las emisiones.– Se mantiene Libre de Mantenimiento– Mas Grande con un Nuevo Sensor.– Nuevo compuesto en el Substrato para Durabilidad y Desempeño en las
Emisiones.
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ISL G Near Zero Rangos de Potencia (Mismos que ISL G 2015)
ENGINE MODEL ADVERTISED HP(KW) @ RPM
PEAK TORQUELB-FT @ RPM
GOVERNED SPEED
ISL G NZ 320 320 (239) @ 2000 1000 (1356) @ 1300 2200 RPM
ISL G NZ 300 300 (224) @ 2100 860 (1166) @ 1300 2200 RPM
ISL G NZ 280 280 (209) @ 2000 900 (1220) @ 1300 2200 RPM
ISL G NZ 260 260 (194) @ 2200 660 (895) @ 1300 2200 RPM
ISL G NZ 250 250 (186) @ 2200 730 (990) @ 1300 2200 RPM
Application guidelines are the same as ISL G i.e. up to 66,000 lb. GVW.
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El Motor CWI ISL G NZ -GHG & RNG
Gases de Efecto Invernadero (GHG) Los gases de efecto invernadero son esenciales para mantener la
temperatura de la tierra porque reducen la pérdida de calor al espacio y ayudan a controlar las temperaturas globales a través del efecto invernadero.
El incremento en las emisiones de gases de efecto invernadero pueden causar calentamiento global.
Las emisiones de carbono están ganando más importancia por parte de los gobiernos y la industrias.
El dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y tres grupos de gases fluorados (HFC hexafluoruro de azufre, y los PFC) son los principales gases de efecto invernadero.
Por GREET1_2015 CNG LNG Diesel GasolineContenido de Carbono porUnidad de Energía (gCO2/MJ) 56.3 56.5 74.9 72.7
CNG comparado con Petróleo
25% lower
22 % lower
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Reducción Gases de Efecto Invernadero
Potencial adicional para reducir a niveles casi cero cuando se usa con Gas Natural Renovable (RNG)
Criterio de Emisiones GHG
Reducción a partir del ISL G
Metano del Motor (CH4)
↓ 70% reducción (Por Respiradero y Tubo de Escape)
Gases de Efecto Invernadero(Equivalente en CO2)
↓ 11% reducción(Tecnología capaz de reducir aun más en 2019/2020)
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El Gas Natural Renovable (RNG) El uso de gas natural renovable reduce las emisiones
de gases de efecto invernadero. El biogás es una mezcla de metano y otros gases
producidos a partir de la descomposición natural de los materiales orgánicos en vertederos, el compostaje o la agricultura.
Mediante tratamiento el biogás se puede convertir en gas natural renovable (GNR) o biometano que es un sustituto del gas natural de gasoducto.
La conversión del metano que fuga de los vertederos de residuos u otras fuentes de biometano tiene beneficios significativos en la reducción de los gases de efecto invernadero.
Dado que el GNR es un recurso renovable, este sustituye al 100% el uso de combustibles de fósiles. El Uso del
Biogas (GNR) reduce los GHG
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El Gas Natural Renovable (GNR) Aumenta el Rendimiento Global de las Flotas de Transporte Mediante tratamiento, el gas de vertedero y biogás pueden ser llevados a
GNR con una "calidad de gasoducto” equivalente. El motor ISLG puede operar hasta con 100% de gas natural renovable (GNR)
o biometano. Existen ya varias flotas de camiones operando con motores ISL G/ISX12 G
que utilizan GNR obtenido a partir de vertederos (landfill gas) y granjas lecheras (biogás)
Waste Management,Altamont Landfill, California
EBI Montreal Inc.Quebec
Fair Oaks DairyIndiana
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En Resúmen Cummins Westport (CWI) ha obtenido la Certificación
EPA y CARB de California para el motor ISL G NearZero (NZ) NOx en las aplicaciones de Autobuses y Camiones.
Los Motores ISL G NZ están disponibles para los Fabricantes de Equipo Original (OEMs) de Autobuses y Camiones. También se pueden utilizar en re-potenciamientos de vehículos existentes que ya tengan instalado el motor ISL G estándar.
Los Motores ISL G NZ tienen la Tecnología de Cero Emisiones a valor equivalentes de los sistemas de propulsión convencional !
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Soporte Post-Venta Motores CMI/CWI en Sur América
Combustible, Aceite y Mantenimiento son MuyImportantes para los Motores CMI/CWI a GNV
Los Componentes del Sistema de Igniciónrequieren especial atención.
El Aceite GEO específicopara el ISL G debe cumplirCES20074.
La calidad del Combustible debe cumplir CES14624.
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El Soporte de los Motores CMI/CWI a Gas Natural trabajacon la misma estructura que los Motores Cummins Diesel
North America215 Distributor Locations
3860 Dealer Locations
Central and South American88 Distributor Locations
142 Dealers
Japan and Korea5 Distributor Locations
35 Dealers
SE Asia and China
27 Distributor Locations18 Dealers
Australia and New Zealand
26 Distributor Locations91 Dealers
India30 Distributor Locations
104 Dealers
Europe and Middle East62 Distributor Locations
308 Dealers
•Cummins tiene una de las redes de servicio mas grandes a nivel global.
•Cubrimiento de Garantia en Latino America: •Todos las Aplicaciones de Buses (excepto Buses Escolares) 2 años, sin limite de kilometraje, Ventilador - volante.
•Automotriz (Camiones, Latino America) 2 años / 250,000 millas (402,336 km) Ventilador-Volante
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Todos los Manuales e Información de Partes se encuentrandisponibles en la Red Electrónica de CMI (QSOL)
Mas información…www.cumminswestport.com
Academia del Gas Natural: Excelente Fuente de Información acerca de GN, Tecnología, Vehículos. Videos Instruccionales que incluye Familiarización y vistazo alrededor de los Sistemas de los
Motores y Procedimientos de Servicio. Información Técnica de los Motores – Especificaciones, Características, Intervalos de
Mantenimiento. Boletines y Folletos de Los Motores CWI.
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