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Tecnologia de motores Diesel paraTecnologia de motores Diesel paraatendimento dos padresatendimento dos padres EuroEuroIIIIII
Vicente A. Bartolo
Cummins Latin AmericaGerente de Engenharia
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2
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C u m m i n sC u m m i n s :: EmpresaEmpresa globalglobal
147147pas
espases
5555 fbricas( motores; geradores; componentes )
45004500pontosdeservios
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CC u m m i n su m m i n s:: MltiplosMltiplos mercadosmercados
MineraoMinerao MartimoMartimo MilitarMilitar
Pick upsPick ups CaminhesCaminhesLevesLeves
ConstruoConstruo GeraoGeraodede EnergiaEnergia AgrcolaAgrcola
CaminhesCaminhesMdiosMdios&& PesadosPesados
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Produo de MotoresProduo de Motores: 3,9 a 14 litros
60 a 605 Hps
Produo de Componentes:Produo de Componentes:
Blocos e Cabeotes 4 e 6 cilindros
3,9 a 19 litros
ReConReCon RemanufaturaRemanufatura Motores
Componentes
ExportaoExportao
Argentina, Mxico, Am.Latina USA, Inglaterra, China
Etc
Matriz Amrica LatinaMatriz Amrica Latina: GuarulhosGuarulhos --SPSP
Filial:Filial: MiamiMiami
Centros de Distribuio: 35Centros de Distribuio: 35
Cobertura:Cobertura: Todos pases Amrica LatinaTodos pases Amrica Latina ( exceto Mxico)( exceto Mxico)
C u m m i n sC u m m i n s nana AmricaAmrica LatinaLatina
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Participao Mercado Brasileiro de CaminhesParticipao Mercado Brasileiro de Caminhes
2% 4% 4% 4%
6% 6% 7% 8%
12%
16%
21%
31%
28%28%
33%35%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 '00 01 '02
2003
Proj.
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
Cummins Mercado Brasileiro
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NTCNTC-- CUMMINS HEXA CAMPECUMMINS HEXA CAMPE
Melhor Motor do Mercado de Caminhes
19981999 20012000 2002
2003
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Leis de Emisses e Desenvolvimento..Leis de Emisses e Desenvolvimento..
Leis de Emisses
Impulsionam o desenvolvimento dos motores diesel
Do o rumo dos desenvolvimentos
No apenas potncia
No apenas consumo
Balano scio econmico
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Evoluo Leis EmissesEvoluo Leis Emisses EuroEuro
g
/kW.hr
*PMscale
x10*
1990
1992
1994
199
6
1998
2000
2002
2004
200
6
2008
2010
0
2
4
6
8
10
12
14
16
- 43%
-12%
-29%
-30%
-43%-56%-33%
-80%
Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5Euro 0
NOx : - 86%
PM : - 95%
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1 9 9 51 9 9 5
2000
USA Europe Group
No Regulado
EPA 94 Euro 1/2 1 NOx>6.5 g/bhphr, PM>0.25 g/bhphr
EPA 98 Euro 3 NOx=3.5-6.5 g/bhphr, PM=0.1-0.25 g/bhphr
EPA 02 Euro 4 NOx=2.0-3.4 g/bhphr, PM=0.06-0.1 g/bhphrEPA 07 Euro 5 NOx=1.0-1.9 g/bhphr, PM=0.05 g/bhpr
EPA 12? Euro 6? NOx
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0.010.02
0.03
0.040.05
0.06
0.07
0.080.09
0.100.11
0.12
0.130.14
0.15
0.16
0.00
0.17
0 1 2 3 4 5 6 7 8NOx [g/bhp-hr]
MaterialParticulado
[g/bhp-hr
]
EPA
02
EPA07
Tier III
EURO-4EURO-5
EPA
98
EURO-2
E-3
Limite Para Controle PMdentro da cmara
Futuras Legislaes de Emisses ( Diesel)
Limite para controle de NOx
dentro da cmara
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BaixoCusto
Inicial
Sociveis(ecolgicos)
Pouca
Manuteno(e debaixo custo)
PotnciaInteligente
MasMasnonoapenasapenasEmissesEmisses............
BaixoConsumode
Combustvel
Confivel&
Durvel
AltoDesempenho
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Requisitos de um motor diesel modernoRequisitos de um motor diesel moderno
Potente
Limpo
Sem fumaa
Silencioso Respostas Rpidas
Econmico
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Soluo de Melhor Desempenho paraSoluo de Melhor Desempenho para E3E3
4 vlvulas por cilindro.
Turbo alimentado.
Injeo direta de combustvel.
Combusto controlada via software.
Sistema de combustvel Common Rail.
Controle de Rudo na Cmara de Combusto.
Controle de Rudo nos componentes do Motor.
Otimizado para os Combustveis Brasileiros. Eletrnica interativa.
Mais do que injeo eletrnica. Muito mais.....
l l ili d
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4 vlvulas por cilindro4 vlvulas por cilindro
Injeo de Combustvel
Uniforme
Maior Eficincia
Minimiza over spray
Aumento do Intervalo de
troca de leo.
Temperatura de aneis
uniforme
Maior Durabilidade
Menor consumo lubrificante
Menores emisses
Injeo Centralizada
Vertical
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Injetor Centralizado:Mais Potncia Menos Emisses de Poluentes
T b CT b C
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Turbochargers so opes
Melhor resposta em baixa rpm
Custo
Turbo CompressorTurbo Compressor
Componente padro h anos. J faz parte do bsico
Turbos Geometria Varivel inovando
Palhetas MveisSensores
Atuador
Pneumtico
I j Di t d C b t lI j Di t d C b t l
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Injeo Direta de CombustvelInjeo Direta de Combustvel
Injeo DIreta
At 15% mais eficiente
Menos consumo de combustvel
Sem as perdas de calor e fluxo
da transio entre as cmeras
Potncia e Torque at 40% maiores
Vantagem do rudo atingida com pr injees.
Usada no passado:
menos rudomenos rudo
menor eficincia trmicamenor eficincia trmica
Injeo INdireta
Si tSistema CCommon R ilRail
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SistemaSistema CommonCommonRailRail
Controle simultneo de
Timing;
Durao da Injeo,
Presso da Injeo
Presso altssimas (1600 Bar)
independente da rotao do
motor
Respostas adequadas
mesmo em baixa rpm.
Atomizao maximizada
menos emisses
R
ail
Bomba
Comb sto cont olada poCombusto controlada por soft a esoftware
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Combusto controlada porCombusto controlada por softwaresoftware
Motor com
caractersticas
prprias para cada
aplicao
Ganhos com otimizao de
performance.
Maximizao da economia
de combustvel.
Fim do motor Genrico.
Otimizao x Qualidade do CombustvelOtimizao x Qualidade do Combustvel
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Otimizao x Qualidade do Combustvel.Otimizao x Qualidade do Combustvel.
Nvel de otimizao depende da qualidade docombustvel.
Motor sendo otimizado para o combustvel disponvel
nos postos .
Forte impacto da qualidade do combustvel nos nveis
de formao de cinzas no leo lubrificante.
Sistema de filtragem desenvolvido especialmente para
atender s necessidades brasileiras.
Otimizao x Qualidade do CombustvelOtimizao x Qualidade do Combustvel
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Otimizao x Qualidade do Combustvel.Otimizao x Qualidade do Combustvel.
Projeo do Intervalo de Troca de leo
0
0 ,5
1
1 ,5
2
2 ,5
3
3 ,5
4
4 ,5
5000 10000 15000 20000 25000 30000
Oil Change Interval (Km)
SootProjection(%)
Diesel E2
Diesel Interior
Otimizao x Qualidade do CombustvelOtimizao x Qualidade do Combustvel
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Otimizao x Qualidade do Combustvel.Otimizao x Qualidade do Combustvel.
Sistema de filtragem do combustvel.
Novo material capaz de filtrar micropartculas sem
saturao precoce.
Controle de Rudo na GeraoControle de Rudo na Gerao
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Controle de Rudo na GeraoControle de Rudo na GeraoInjeo Piloto :
Injeo de pequena poro decombustvel na cmara antes dainjeo principal.
Milionsimos de segundo antes...
Suaviza a combusto eliminandopicos de presso.
Rudo comparvel a ciclos Otto(gasolina)
Rate Shaping:
Controle da velocidade de
progresso da queima.
Efeitos:
Reduzem substancialmente o rudoda combusto, na gerao.
Melhorias colaterais: Vibrao
Sepultam as Injees Indiretas !!!
Controle de Rudo na FonteControle de Rudo na Fonte Bloco de CilindrosBloco de Cilindros
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Caractersticas:
Face superiorenrijecida
Aumento de paredes.
Estrutura Estabilizada.
Maiores capacidades
de presso de Cilindro.
Controle de Rudo na FonteControle de Rudo na Fonte Bloco de CilindrosBloco de Cilindros
Controle de Rudo na FonteControle de Rudo na Fonte Carter SuspensoCarter Suspenso
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Controle de Rudo na FonteControle de Rudo na Fonte Carter SuspensoCarter Suspenso
Caractersticas:
Isolamento do blocode cilindros
Reduo das tenses
no Carter.
Reduo do rudo
emitido pelo motor
Controle de Rudo na FonteControle de Rudo na Fonte Tampa SuperiorTampa Superior
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Controle de Rudo na FonteControle de Rudo na Fonte Tampa SuperiorTampa Superior
Caractersticas:
Isolada do cabeote.
Junta de borracha
reutilizvel.
Reduo das tenses
na Tampa.
Reduo do rudo
emitido pelo motor
Motores Diesel Modernos Mais SilenciososMotores Diesel Modernos Mais Silenciosos
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que Motores a Gasolinaque Motores a Gasolina
IInteractnteract SSystemystem = MOTOR INTELIGENTE= MOTOR INTELIGENTE
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MotoristaMotorista::Computador de Bordo
Avisos para Manuteno
Sugestes para Economizar
Combustvel Freio Motor Inteligente
Caractersticas Programveis
- Controle acelerao
- Alterao M Lenta
OficinaOficina((ManutenoManuteno):): Diagnstico de Falha
Dicas de Manuteno
- Ferramenta Adequada- Especificaes
Testes do Motor
Aviso hora da troca de
filtro/leo
OperaoOperao::Informaes de Viagem- Consumo Total
- Freadas Bruscas
- Banguela
- Registro de RotaCaractersticas Programveis
- Tempo em M Lenta
- Senha Anti furto
SistemaSistemadodo VeculoVeculo:: Caixa Preta Total
Ajuste Automtico da Calibrao a Altitude Alarmes Inteligentes
Ventilador Inteligente
Trocas Automticas de Marchas
Controle de ABS/Freios
IInteractnteractSSystemystem MOTOR INTELIGENTE MOTOR INTELIGENTE
IInteractnteract SSystemystem = MOTOR INTELIGENTE= MOTOR INTELIGENTE
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Bsicos Controle de Potncia, Torque,e RPM Emisses
Integrao de Controles
Drive-by-Wire
Limitador de Velocidade
Piloto Automtico
Controle de Tomada de Fora (PTO)
(Cabine e Remoto)
Controle da embreagem do Ventilador
Engine Retarder Control
Acelerador Remoto Sinais Multiplexados para o painel de
cabine
Convenincias do Motorista
Marcha lenta ajustvel desde a cabine Dispositivos de auxlio na Partida
Corte Automtico na Marcha Lenta
Proteo da Marcha correta
==MotorMotor InteligenteInteligente
IInteractnteractSSystemystem MOTOR INTELIGENTE MOTOR INTELIGENTE
IInteractnteract SSystemystem = MOTOR INTELIGENTE= MOTOR INTELIGENTE
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Segurana e Proteo doEquipamento
Bloqueio do Acelerador
Starter interlock
Sensores de Agua no combustvel
Proteo do Motor
Caixa preta
Proteo do Aquecimento
Switchable Max. Torque, Max.
Speed
Proteo do Trem de Fora
Senha anti roubo
Controle da Acelerao. l
Integrao com Trem de Fora
Comunicao J1939 Serial
Proteo do Trem de Fora (torque
control)
Suporte ao Negcio
Sistema de Informaes das Viagens
Monitor de Manuteno
Manuteno
Monitor Duty Cycle Monitor
INFORM and RoadRelay
Relgio com Datas e hora
Ferramentas de Diagnsticos
INSITE==
MotorMotor InteligenteInteligente
IInteractnteractSSystemystem = MOTOR INTELIGENTE MOTOR INTELIGENTE
Eletrnica mais que injeo eletrnica....
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RoadRelay
Funciona com qualquer motor eletrnico
Protocolo SAE J1587/1708 e J1939
Computador de bordo
Orienta o motorista :
Economia de Combustvel
Diagnstico de Manuteno
Segurana/Anti Roubo
Dicas de Operao
GPS (Opcional)
Conversa com Softwares deGerenciamento de Frotas
(Inspec/Inform)
Eletrnica mais que injeo eletrnica....
RoadRelay4 - Segurana
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Paradas de Emergncia/Desaceleraes
Bruscas
Excesso de Velocidade Banguela
Frenadas a cada 1000 km
Usar dados para treinar e diferenciar motoritas
Denuncia atos inseguros...:Segurana
em primeiro
lugar!!
y g
INSITEINSITE -- FerramentaFerramenta dede ServiosServios CumminsCummins
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Software Cummins para servios de seus motores Controle
Manuteno
Diagnsticos de Falhas
Ajustes Reparos
INSITEINSITE
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INSITEINSITE
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QuickCheckQuickCheckIIII
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J1587/J1939/CAN Datalink
Adapter
Ferramenta simples. Utiliza P a l m T o pP a l m T o p
Captura relatrios de Viagens do Veculo
Histrico de Manuteno do Motor
Registra informaes do veculo
Mostra Cdigos de Falha (SAE)
Leitura de Sensores
Armazena parmetros do motor e do veculo Transfere dados para um PC (download)
Como os recursos se integram?
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ConexoConexo DiretaDireta
CelularCelular
SateliteSatelite
RdioRdio
RoadRelay
Cabo
Insite
Inform
Software
InformaoViagem
Extrao de Dados
Diagnstico de Falhas
Reparos
InformaesAjustes de Parmetros
Visualizao
Gerenciamento Inteligente de
Dados do Motor/Veculo
Intercept
CEPC
Virtual College
Servios
Peas
Treinamento
(CD ROM)
Cabo do veculo
Escritrio
QuickCheck
Inline
Mas.....h mais futuro para o Motor Diesel?Mas.....h mais futuro para o Motor Diesel?
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SIM!!!!
Potencial para reduzir at 10 X mais emisses....
2015?
Diesel necessitar de baixo contedo de enxofre (10ppm)
ProjeoProjeo dodo ConsumoConsumo dede EnergiaEnergia Mundial 1990Mundial 1990--20202020
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Consumo de Diesel deve
dobrar em 20 anos...
Fonte: Energy Information Administration International Energy Outlook 1999
Especificamente Petrleo...
Gasoline
Diesel
Jet Fuel
Residual Fuel
Other
0
10
20
30
40
50
60
70
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
Year
FuelConsumptio
n(MillionBarrelsofOilperDay)
ConsumoConsumo de Dieselde Diesel nosnos PasesPases emem DesenvolvimentoDesenvolvimento
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Gasoline
Diesel
Jet Fuel
Residual Fuel
Other
0
5
10
15
20
25
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
Year
FuelConsum
ption
(Million
BarrelsofOilperDay)
Gasoline
Diesel
Jet Fuel
Residual Fuel
Other
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
Year
FuelConsumption(Million
BarrelsofOilperDay)
America Norte
Europa Ocidental
Gasoline
Diesel
Jet Fuel
Residual Fuel
Other
0
5
10
15
20
25
30
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
Year
FuelConsum
ption
(M
illion
BarrelsofOilperDay)
Diesel estvel
Diesel estvel
Ao contrrio de mercados desenvolvidos, o consumoAo contrrio de mercados desenvolvidos, o consumo
de diesel em pases em desenvolvimento devede diesel em pases em desenvolvimento devecrescer quase 2 x at 2020crescer quase 2 x at 2020
Pases em Desenvolvimento
At quando?At quando?
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Motores diesel tem tecnologia identificada para reduzir mais10 vezes a emisso de poluentes
Comparado com nvel atual dos EUA (lei mais avanada)
Reservas diesel no acabaro antes da metade do sculo
Tecnologia Ciclo diesel a mais vivel no custo benefcio para
maioria dos pases
Tecnologias hbridas ( diesel/biodiesel + eltricos)
Custo benefcio intermedirio entre Diesel e Clula de H2
Potencial de uso do motor ciclo diesel excede o ano dePotencial de uso do motor ciclo diesel excede o ano de
20252025......
Libertando a Fora da Cummins.....
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be ta do a o a da Cu s
Para melhorar a vida das pessoas...