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)

N2

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)