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    1

    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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    3

    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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    10/4410

    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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    11

    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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    12

    BaixoCusto

    Inicial

    Sociveis(ecolgicos)

    Pouca

    Manuteno(e debaixo custo)

    PotnciaInteligente

    MasMasnonoapenasapenasEmissesEmisses............

    BaixoConsumode

    Combustvel

    Confivel&

    Durvel

    AltoDesempenho

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    13

    Requisitos de um motor diesel modernoRequisitos de um motor diesel moderno

    Potente

    Limpo

    Sem fumaa

    Silencioso Respostas Rpidas

    Econmico

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    14

    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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    15

    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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    17

    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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    18

    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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    19

    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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    20

    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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    21

    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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    22

    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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    23

    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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    24

    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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    25

    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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    26

    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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    27

    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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    28

    que Motores a Gasolinaque Motores a Gasolina

    IInteractnteract SSystemystem = MOTOR INTELIGENTE= MOTOR INTELIGENTE

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    29

    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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    30

    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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    31

    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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    32

    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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    33

    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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    34

    Software Cummins para servios de seus motores Controle

    Manuteno

    Diagnsticos de Falhas

    Ajustes Reparos

    INSITEINSITE

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    35

    INSITEINSITE

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    37

    QuickCheckQuickCheckIIII

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    38

    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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    39

    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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    40

    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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    41

    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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    42

    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

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