TECHNOLOGIES MOTEUR
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UNE COMPAGNIE QUI PROGRESSE AVEC LES EXIGENCES DE SON TEMPSBobcat est fier de réaliser des innovations qui façonnent l'avenir. Depuis des décennies, nous montrons la voie avec
des stratégies pour créer des systèmes de production plus propres, réduire les émissions de gaz à effet de serre,
concevoir des produits plus écologiques et améliorer sans cesse notre gestion environnementale. Nos efforts de
protection de l'environnement se concentrent notamment sur la réduction des émissions de particules fines (PM) et
d'oxydes d'azote (NOx) de nos moteurs diesel.
• Les oxydes d'azote (NOx) contribuent à la formation d'ozone troposphérique, communément appelé smog.
• Les particules fines (PM) se composent principalement de suie et d'hydrocarbures imbrûlés (HC) (elles
donnent une couleur noire aux gaz d'échappement).
L'entrée en vigueur des normes Phase IV en 2014 nous a offert une fois de plus l'opportunité de fournir à nos clients
des produits qui répondent au mieux à leurs besoins quotidiens : des machines à hautes performances, fiables,
économiques et respectueuses de l'environnement autant que de la santé des personnes.
EVOLUTION DES ÉMISSIONS DES ENGINS MOBILES NON ROUTIERS
En 1999, une série de normes concernant les émissions polluantes des moteurs diesel est entrée en vigueur dans le
cadre de la Directive Européenne 97/68/CE. Depuis, la Commission Européenne a affiné et modifié la Directive à
travers différentes Phases.
Chaque Phase applique des normes de rigueur croissante à certaines émissions polluantes. La Phase IV est entrée en
vigueur en 2014 et exige la quasi-élimination des oxydes d'azote.
QU'EST-CE QUE LA PHASE IV ?
Réduction des émissions
Phase I (1999) - Phase IV (2014)
Particules fines (PM) -
Oxydes d'azote (NOx)
9.2
6.6
42
0.4
0.02
0.2
0.54
Phase I (1999)Phase II (2002)Phase IIIA (2006)
Phase IIIB (2011)
Phase IV (2014)
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Plusieurs technologies différentes ont été développées pour répondre aux exigences croissantes en matière
d'émissions : l'injection rampe commune à haute pression (High Pressure Common Rail, HPCR), la recirculation de
gaz d'échappement (Exhaust Gas Recirculation, EGR), catalyseur d’oxydation diesel (Diesel Oxidation Catalyst, DOC),
le filtre à particules diesel (Diesel Particulate Filter, DPF) et la réduction catalytique sélective (Selective Catalytic
Reduction, SCR). Bobcat utilise une combinaison de ces technologies, selon le type de machine et le moteur le mieux
adapté à la machine.
LES TECHNOLOGIES DES PHASES IIIB ET IV
Le tableau ci-dessus montre la réduction des émissions polluantes depuis la Phase I jusqu'à la Phase IV actuelle.
PUISSANCE MOTEUR — 56 ≤ P ≤ 130 kWCO HC NOx PM
en g/kWh
Phase I (1999) 5,0 1,3 9,2 0,70Phase IV (2014) 5,0 0,19 0,4 0,025Réduction des émissions (en %) de la Phase I à la Phase IV 0 % - 85 % - 96 % - 96 %
QU'A FAIT BOBCAT POUR PASSER DE LA PHASE I À LA PHASE IV ?Phase I : nous avons réduit les oxydes d'azote (NOx) rejetés par nos moteurs diesel.
Phase II : nous nous sommes concentrés sur la réduction des oxydes d'azote (NOx), des hydrocarbures (HC) et
des particules fines (PM).
Phase III : nous avons réduit radicalement les particules fines (PM) et encore davantage les oxydes d'azote (NOx).
Phase IV : nous avons réalisé une réduction spectaculaire des oxydes d'azote (NOx) tout en continuant à réduire les
particules fines (PM).
Étant donné que les valeurs d'émissions admissibles et les exigences de conformité dépendent de la puissance
du moteur, l'étendue et le type des changements apportés à nos machines ont considérablement varié. On peut
cependant citer un certain nombre de modifications de base appliquées à tous nos moteurs, telles que l'admission
d'air turbocompressée, l'optimisation du système de combustion et l'injection rampe commune à haute pression
(HPCR).
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INJECTION RAMPE COMMUNE À HAUTE PRESSION (HPCR)Pour qu'un moteur diesel fonctionne le plus proprement possible, il doit être équipé d'un système d'injection particulièrement efficace. L'injection HPCR (injection rampe commune à haute pression) est un système sophistiqué qui régule la pression du carburant et le calage de l'injection avec une extrême précision. L'injection HPCR est déjà utilisée sur les moteurs Bobcat de forte puissance et l'unité de contrôle électronique moteur qui la régule joue un rôle fondamental dans la mise en conformité avec les exigences des Phases IIIB et IV.
COMMENT FONCTIONNE L'INJECTION HPCR ?
Pompe haute pression
Rampe commune
Unité de contrôle électronique moteur (ECU)L'injection rampe commune à haute pression (HPCR) a déjà été utilisée sur certaines machines Bobcat dès la Phase IIIA. L'ECU qui la régule est essentielle pour la mise en oeuvre des technologies complémentaires que réclament les Phases IIIB et IV.
Mise sous pression du carburant• La pompe haute pression applique une pression très élevée au carburant (1 600 - 2 400 bar).• La rampe commune conserve le carburant sous haute pression.• Les injecteurs distribuent le carburant dans les cylindrées.
Calage de l'injectionL'unité de contrôle électronique moteur (ECU) pilote les injecteurs avec la plus grande précision en produisant des injections multiples durant chaque cycle de combustion.
Les avantages d'une meilleure combustionLa haute pression produit une pulvérisation extrêmement fine du carburant en sortie des injecteurs. La combustion du carburant est plus complète sous cette forme, ce qui se traduit par :
• Une réduction des frais de carburant : comme la combustion du carburant est plus efficace, le moteur en consomme moins.
• Un échappement plus propre : les rejets d'imbrûlés sont considérablement réduits.• Des performances accrues : les injections multiples durant le cycle de combustion allongent la durée de la
combustion, créant ainsi plus d'énergie et développant plus de puissance.• Plus de confort : l'allongement de la durée de combustion réduit les pics de pression dans les cylindres et le niveau
de bruit du moteur.• L'injection HPCR permet également la mise en oeuvre de technologies complémentaires telles que catalyseur
d’oxydation diesel (DOC), la réduction catalytique sélective (SCR) et le filtre à particules diesel (DPF).
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RECIRCULATION DE GAZ D'ÉCHAPPEMENT (EGR)
Connue également sous le sigle CEGR
(Cooled Exhaust Gas Recirculation,
recirculation de gaz d'échappement
refroidis), l'EGR réduit les oxydes d'azote en
renvoyant une partie des gaz d'échappement
dans l'admission du moteur. Ce procédé
dilue l'oxygène présent dans les chambres
de combustion et abaisse la température
de combustion. La formation des oxydes
d'azote est réduite mais simultanément il se
produit plus de particules. Pour cette raison,
Bobcat combine l'EGR avec des systèmes
de traitement de l'échappement, catalyseur
d’oxydation diesel (DOC) et filtre à particules
diesel (DPF), qui réduisent très efficacement
l'émission de particules fines (illustration ci-
dessous).
CATALYSEUR D’OXYDATION DIESEL (DOC)Le catalyseur d’oxydation diesel (DOC) contient des éléments catalytiques spéciaux qui réagissent au contact des gaz d'échappement. Cette réaction chimique transforme les particules contenues dans l'échappement en substances inoffensives, telles que l'eau et le dioxyde de carbone.
Caractéristiques du DOC
• Pas de modifications de la technologie de base du moteur
• Pas de procédures spéciales d'entretien
• Pas de contraintes d'utilisation particulières
• Pas besoin d'additifs
Caractéristiques de la recirculation de gaz d'échappement (EGR)
• Pas de modifications de la technologie de base du moteur
• Pas de procédures spéciales d'entretien
• Pas de contraintes d'utilisation particulières
• Pas besoin d'additifs
Echappement Admission d'air
Gaz d'échappement prélevés
Gaz
d'é
chap
pem
ent p
réle
vés
et re
froi
dis
Hydrocarbures
Oxydes d'azote
Particules fines (PM)
Monoxyde de carbone
Dioxyde de carbone
Eau
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FILTRE À PARTICULES DIESEL (DPF)
Le filtre à particules diesel est constitué d'un système de cloisons poreuses en céramique qui retiennent les particules
fines des gaz d'échappement.
Caractéristiques du DPF
• La réduction des oxydes d'azote est
assurée par la conception du moteur.
• Rendement énergétique accru.
• Technologie compacte, facile à installer.
• Pas besoin d'additifs.
Régénération du DPF
Pour nettoyer le filtre à particules et préserver
son efficacité, on utilise la haute température
des gaz d'échappement afin de brûler les
particules accumulées dans les cloisons
poreuses. Ce processus semi-automatique de
nettoyage est appelé "régénération".
Des barrières forcent les gaz d'échappement à traverser les cloisons poreuses.
Filtre à cloisons poreusesLes gaz chargés de particules (flèches marron) traversent les cloisons poreuses. Les particules restent dans les cloisons et les gaz propres (flèches bleues) sont expulsés.
Ligne de retour de carburant
Ligne d'alimentation de carburant Filtre à carburant
Unité de dosage (MU)
Moteur diesel
Gaz d'échappement chargés de particules fines
Capteur de température
Unité d'injection (IU)
Servo-commandes Capteurs
DOC DPF
Capteur de température
Pompe de carbu-rant
Réservoir de carburant
Unité de contrôle électronique moteur (ECU)
Capteur de pression différentielle
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RÉDUCTION CATALYTIQUE SÉLECTIVE (SCR)
Les moteurs conçus pour un système SCR utilisent une injection à haute pression et une combustion optimisée, ce qui
réduit leur consommation de carburant et accroît leur réactivité. Cette technologie réduit la formation de particules
lors de la combustion mais augmente simultanément le taux d'oxydes d'azote. C'est pourquoi, elle doit être complétée
par l'injection d'une solution aqueuse d'urée (nom commercial : AdBlue®, aussi DEF = Diesel Exhaust Fluid, fluide
d'échappement diesel) dans le flux d'échappement. La réaction chimique qui s'ensuit transforme les oxydes d'azote
en vapeur d'eau et en azote, inoffensifs pour l'environnement.
Caractéristiques du SCR
• La réduction des particules fines est assurée
par la conception du moteur.
• Rendement énergétique accru.
• Technologie compacte, facile à installer
• L'AdBlue® est un produit bien connu et
facilement disponible.
• Pas de régénération.
Module d'alimentation d'AdBlue®
Moteur diesel
Gaz d'échappement chargés d'oxydes d'azote
Filtre
Catalyseur SCR
Servocommandes
Capteurs
Capteur de température d'AdBlue®
Réservoir d'AdBlue®
Capteur de niveau d'AdBlue®
Capteur de température
Capteur de température
Module de dosage avec injecteur
Unité de contrôle électronique moteur (ECU)
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H2O
DI CE - Drève Richelle 167 - B-1410 Waterloo, Belgium
www.bobcat.eu
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©2015 BOBCAT B4459500-FR (03-15)
EGR, DOC, DPF ET SCR : DES TECHNOLOGIES ADAPTÉES AUX BESOINS DE CHAQUE MOTEURBobcat utilise différentes technologies pour obtenir les meilleures performances et le plus faible coût d'exploitation avec
chacun de ses moteurs.
La meilleure option - une combinaison EGR et DOC, ou EGR, DOC et SCR, ou encore EGR, DOC et DPF - est sélectionnée en
fonction des caractéristiques techniques du moteur et des exigences de l'application.
MARQUE DE MOTEUR
MODÈLE DE MOTEUR
SYSTÈME DE CARBURANT
TURBOCOMPRESSEUR * CONTRÔLE DES ÉMISSIONS CONFORMITÉ
HPCR WGT VGT EGR DOC DPF SCR
KUBOTA Divers Phase IIIA
BOBCAT D18 Phase IIIB
BOBCAT D24 Phase IIIB
BOBCAT D34 Phase IV
YANMAR 4TNV98 Phase IIIA
YANMAR 4TNV94L Phase IIIA
YANMAR 4TNV98C Phase IIIB
PERKINS 1104D-E44TA Phase IIIA
DEUTZ TCD3.6 L4 Phase IIIB
(*)WGT = Waste Gate Turbocharger (Turbocompresseur à soupape de décharge)VGT = Variable Geometry Turbocharger (Turbocompresseur à géométrie variable)
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