Stage-standardien taustaa ja pakokaasujen jälkikäsittelylaitteiston toimintaperiaate

1. Hapetuskatalysaattori 2. Hiukkassuodatin 3. SCR-katalysaattori 4. Jäännösammoniakin hapetuskatalysaattori.
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY

Uudet traktorit on tehtaalla varustettu pakokaasujen puhdistuslaitteistoilla, jotka täyttävät tällä hetkellä voimassa olevat moottoreiden päästövaatimukset. Vaatimustasot EU:n alueella on määritelty niin sanotuissa Stage-standardeissa, joista ensimmäisessä määritellyt päästömääräykset julkistettiin joulukuun 16. päivä vuonna 1997 ja ne astuivat voimaan vuoden 1999 alussa. Stage 5 on uusin ja toistaiseksi tiukin voimassa oleva päästöstandardi, jonka vaatimukset koskevat niin traktoreita kuin maansiirtokoneitakin. Tason 5 vaatimukset täyttääkseen traktori on varustettava pakokaasujen puhdistuslaitteistolla, joka vähentää rajusti moottorilta tulevien haitallisten päästöjen määrää.

Pakoputkessa olevista komponenteista tärkein on nykyisin hiukkassuodatin, joka sieppaa pakokaasusta 95–98 % moottorin tuottamista pienhiukkasista. Hiukkassuodattimeen on usein yhdistetty hapetuskatalysaattori (DOC), joka pelkistää sekä pakokaasussa olevia hiilivetyjä että häkää. Toisena pääkomponenttina on SCR-katalysaattori, joka pelkistää urealiuoksen avulla pakokaasuissa olevia typenoksideita typeksi ja vedeksi. Nykyisin viimeisenä komponenttina on lisäksi jäännösammoniakin hapetuskatalysaattori (CUC), joka pelkistää SCR-katalysaattorin jäljiltä pakokaasuun jääneen ammoniakin. Pakoputkessa on lisäksi suutin, joka suihkuttaa yleisimmin AdBlue-kauppanimellä tunnettua urean ja veden liuosta pakokaasun joukkoon juuri ennen SCR-katalysaattoria.

Hiukkassuodatin toimii nimensä mukaisesti suodattimena, joka ei tarvitse mitään lisäaineita toimiakseen. Suodattimeen kertyneet hiukkaset on kuitenkin ajoittain poltettava pois, jotta suodatin ei tukkeudu. Tästä puhdistuksesta huolehtii koneen automatiikka, joka suorittaa puhdistuspolton tarvittavin väliajoin. Poltto voidaan tehdä joko aktiivisesti tai passiivisesti.

Passiivinen regenerointi onnistuu, kun moottorin kuormitus on kova ja pakokaasujen lämpötila ylittää ”syttymispisteen” lämpötilan. Tämä ”syttymispiste” on lämpötila, jonka yläpuolella suodattimessa olevat nokihiukkaset syttyvät itsestään. Hiukkassuodattimen sisäosat on pinnoitettu jalometalleista koostuvalla katalyyttisellä pinnoitteella, joka laskee hiukkasten itsesyttymislämpötilaa. Näin ollen nokihiukkaset palavat todennäköisesti itsestään pois mahdollisimman alhaisissa lämpötiloissa ilman ohjausjärjestelmän lisätoimenpiteitä tai aktiivisen regeneroinnin tarvetta. Hiukkasten itsesyttymislämpötila vaihtelee suodatintyypistä riippuen, mutta on tyypillisesti noin 350 celciusastetta.

MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY
MAINOS (teksti jatkuu alla)
MAINOS PÄÄTTYY

Aktiivista regenerointia saatetaan tarvita tilanteessa, jossa traktori on käynyt pitkiä aikoja kevyellä kuormitusasteella siten, että nokihiukkasten itsesyttymislämpötilaa ei ole saavutettu. Tästä johtuen noki alkaa kertyä suodattimen kanaviin, mikä häiritsee pakokaasujen virtausta ja suodattimen vastapaine kasvaa. Kun vastapaineen havaitaan kasvavan riittävästi, voidaan aktiivinen regenerointi käynnistää suodattimen tukkiutumisen ehkäisemiseksi. Aktiivinen regenerointi toteutetaan yleensä suihkuttamalla dieseliä suodattimeen. Polttoaine syttyy suodattimessa, mikä johtaa nopeasti suodattimen lämpötilan nousuun, joka taasen sytyttää nokihiukkaset palamaan. Kumpikaan puhdistustapa ei vaadi toimia koneen kuljettajalta, vaan automatiikka hoitaa puhdistuspoltot tarpeen mukaan. Kuljettaja voi kuitenkin koneesta riippuen estää regeneroinnin joitakin kertoja esimerkiksi paloalttiissa paikoissa työskennellessä, sillä regenerointi yleensä kohottaa pakoputken lämpötilaa hyvinkin paljon.

Typenoksideita pelkistävä SCR-katalysaattori taas toimii toisella periaatteella. Tässä katalysaattorissa anturit mittaavat pakokaasun lämpötilaa ja typenoksidipitoisuuksia ennen ja jälkeen katalysaattorin. Mittauksiin perustuen keskusyksikkö laskee ja säätää AdBlue-lisäaineen ruiskutusmäärää. Katalysaattoriin ruiskutettu urealiuos reagoi katalysaattorissa haitallisten typenoksidien (NO tai NO2) kanssa pelkistäen ne vaarattomiksi vedeksi ja typeksi. Hieman järjestelmästä ja moottorin kuormituksesta riippuen, SCR-katalysaattori kykenee pelkistämään noin 70–98 % moottorin tuottamista typenoksidipäästöistä.