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Experiencias en la introducción de motores Diesel EURO V en Brasil – Ing. Nilton Shiraiwa Buenos Aires, 1º de setembro de 2015 Seminario AITA Tecnología Y Combustibles Diesel Euro V “Mejor combustible y tecnología de los motores, mejor aire”

AITA Y Combustibles V tecnología de los motores, mejor ... en la introduccion de motores... · Experiencias en la introducción de motores Diesel EURO V en Brasil –Ing. Nilton

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Experiencias en la introducción de motores Diesel EURO V en Brasil – Ing. Nilton ShiraiwaBuenos Aires, 1º de setembro de 2015

Seminario AITA Tecnología Y Combustibles Diesel Euro V “Mejor combustible y 

tecnología de los motores, mejor aire”

Page 2: AITA Y Combustibles V tecnología de los motores, mejor ... en la introduccion de motores... · Experiencias en la introducción de motores Diesel EURO V en Brasil –Ing. Nilton

• Euro Emission limits evolution & environmental improvements• Technologies to meet EURO V• Transition P5 (Euro III) to P7 (Euro V) • South America requirements• Vehicles test • Preparation to launch Proconve P7• Fuel - S10 Diesel • ARLA32 (ARNOX32)• Field result • ARLA32 Emulators• Summary and Conclusion

Content

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Euro Emission limits evolution & environmental improvements

3

CO HC NOx PM PN Smoke1/kWh 1/m

1992, ≤ 85 kW 4.5 1.1 8.0 0.6121992, > 85 kW 4.5 1.1 8.0 0.361996.10 4.0 1.1 7.0 0.251998.10 4.0 1.1 7.0 0.151999.10 EEV only 1.5 0.25 2.0 0.02 0.152000.10 2.1 0.66 5.0 0.10a 0.8

Euro IV 2005.10 1.5 0.46 3.5 0.02 0.5Euro V 2008.10 1.5 0.46 2.0 0.02 0.5Euro VI 2013.01 WHSC 1.5 0.13 0.40 0.01 8.0×1011

CO NMHC CH4a NOx PMb PNe

1/kWh1999.10 EEV only 3.0 0.40 0.65 2.0 0.022000.10 5.45 0.78 1.6 5.0 0.16c

Euro IV 2005.10 4.0 0.55 1.1 3.5 0.03Euro V 2008.10 4.0 0.55 1.1 2.0 0.03Euro VI 2013.01 WHTC 4.0 0.16d 0.5 0.46 0.01 6.0×1011

EU Emission Standards for Heavy‐Duty Diesel Engines: Steady‐State Testing

Stage Date Testg/kWh

Stage Date Testg/kWh

Euro I ECE R‐49

Euro II

e  ‐ for diesel  engines ; PN l imi t for pos i tive  i gni tion engines  TBD

EU Emission Standards for Heavy‐Duty Diesel and Gas Engines: Transient Testing

d ‐ THC for diesel  enginesc ‐ PM = 0.21 g/kWh for engines  < 0.75 dm3 swept volume  per cyl inder and a  rated power speed > 3000 min‐1b ‐ not appl icable  for gas  fueled engines  at the  Euro I I I‐IV s tagesa  ‐ for gas  engines  only (Euro I I I‐V: NG only; Euro VI: NG + LPG)

Euro III ETC

Euro III ESC & ELR

a  ‐ PM = 0.13 g/kWh for engines  < 0.75 dm3 swept volume  per cyl inder and a  rated power speed > 3000 min‐1

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Euro Emission limits evolution & environmental improvements

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EURO III to EURO V, 60% reduction of NOx and 80% reduction of PM

Equivalent emission PM1 E0 = 37 EV1 EI = 18 EV1 EII = 7 EV1 EIII = 5 EV

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Technologies to meet EURO V

5

PM & Fue

l con

sumption

NOx

NOx x PM & FC Trade‐off

11

EGR

33DPF

22

22

Combustion

SCR

SCR vs. EGR

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Technologies to meet EURO V

6

Trucks & Busses manufactures’ choices for Euro V (Proconve P7)3,5 ton                                                 16 ton

‐ Gross Vehicle Weight                                         +

SCR

SCR

SCR

SCR

SCR

SCR

SCREGR

EGR

EGR

EGR

EGR

Key market driver: advanced emission standards for diesel engines require the use of Selective Catalytic Reduction (SCR) technology, which consumes AdBlue/DEF/ARLA32/ARNOX 32

Source: Integer

SCR is the more used technology to meet the Euro V limits

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Transition P5 (Euro III) to P7 (Euro V) 

7

Publication of Brazilian Emission Regulation vs. implementation dates

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Transition P5 (Euro III) to P7 (Euro V) 

8

Source: Anfavea

Scaled Emission limit introduction, no pre-buy

effect.

Source: Gilberto Leal – Integer Brazil 2013

Transition P5 (Euro III) to P7 (Euro V) –Licensing Trucks and Buses in Brazil

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South America requirements

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Brazil has 1,712 million km of highways, 12,4 % of which are paved, 79,9% unpaved and 7,7% is under construction or already planned. AltitudeUp to 5000 m (Andes‐South America)Bad Fuel – Sulphur cont. (2010)Brazil –500 and 2000 ppmParaguay ‐ 2000 ppmUruguay   ‐ 5000 ppm

AdBlue/DEF/ARLA32:Not available, need to build infrastructure(It is not available in all cities)Engine Oil: Only Mineral oil

Unpaved79,9%

In Construction

7,7%

Paved12,4%

Highway – Long distanceUnder high temperature and long time in full load

Unpaved roadOften impassable during the rainy season; very fine dust suspended in the atmosphere.

Urban trafficHard stop and go.Application of small engine in bus and truck

High altitude Altitude up to       5.000 m o.s.l.

South America requirements are not comparable to European

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Vehicles test 

10

With European Euro IV and V experience and Brazilian requirements, MBBras planned and tested the Proconve P7 products during 5 years (3 y. vehicles test).

10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6

C

B

C

B

C

C

C

C

C

B

B

C

C2.392.532 2.972.000 81%

end

end

end

Highway - Track 5 212.922 300.000 71%

Highway - Track 5 120.000

O500 RS 1836 (85R)

300.000 40%O500 RSD 2743 (83R)

Highway - Mexico 307.880 300.000 103%CBC 1830/30 65RM

City - Mexico 129.000 160.000 81%XBC 1519 43UM

City - Track 2 90.000 160.000 56%XBC 1621 6UM

City - Track 2 85.000 160.000 53%OF 1721 26UM

City - Track 2 129.000 160.000 81%OF 1721 25UM

City - Track 2 114.000 160.000 71%OF 1721 24U

City - Track 2 142.396 160.000 89%MBCO 1116/44 16UM

City - Mexico 122.000 160.000 76%XBC 1519 44UM

Highway - Mexico 304.364 300.000 101%CBC 1830/30 66RM

Highway - Track 5 204.673 182.000 112%O500 RS 1836 (86RM)

City - Track 2 150.000 150.000 100%O 500 2836 UA GLE 4U

City - Track 2 161.000 160.000 101%CBC 1826 64UM

City - Track 2 120.297 160.000 75%MBCO 1116 11UM

Engine TrackMileage

done(km)

3

4

5

6

7

8

9

10

2012Pos.

1

2

2008 2009 2010 2011Plan - Mileage

Total(km)

% done

OM 926LA

OM 457LA

OM 924LA

Vehicle

15

11

12

13

14

10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3

end

end

end

end

end

end

end

end

end

end

end

end

end

end

end

5.665.117 7.146.418 79%

Muffler Sample C 1.107.730

92720 180.000 52%5 Atego 1419 / 48 (4x2) L979 V54 Highway - Track 5

Engine Vehicle number

City - Track 10

Track Mileage done(km)

OM 924LA

OM 926LA

Atego 1719 / 48 (6x2) L958 V168

% done

City - Track 10 210.564 96%

2012Pos. 2008 2009 2010 2011Vehicle

OM 457LA

Accelo 1016 C / 44 (4x2) L979 V41

Accelo 1016 C / 44 (4x2) L979 V42

Atego 1726 S (4x2) L958 V165

230.203 105%

Atego 1719 / 48 (6x2) L958 V161 Highway - Track 5 394.225

Highway - Track 5 307.767

99%

Highway - Track 5 305.864 102%

100%

Highway - Track 5 104.598 35%300.000

FPN 2729 P (6x4) L693 V12

Atego 2426 (6x2) L958 V170

Atego 1729 S / 36 (4x2)

Customer (sugar cane) 84.479 84%100.000

AXOR 2831 P (6x4) L958 V177 Customer (sugar cane) 51.083 24%210.000

AXOR 1933 S (4x2) L958 V196 Highway - Track 5 307.674 103%300.000

AXOR 1933 S (4x2) L958 V197 Highway - Track 5 249.610 83%300.000

HSK LS 1635 L695 V32 Off-road 50.275 71%71.000

Axor 2036 S / 36 (4x2) L958 V179 Highway - Track 5 304.000 60%506.312

Axor 2540 S / 36 (6x2) L958 V185 Highway - Track 5 280.094 93%300.000

Axor 3340 P / 48 (6x4) L958 V184 Customer (sugar cane) 215.891 75%286.235

Axor 2544 S / 33 (6x2) L958 V186 Customer (milk) 402.113 82%489.481

Axor 2644 S / 33 (6x4) L958 V180 Highway - Track 5 286.225 63%457.342

Axor 3344 S / 33 (6x4) L958 V187 Customer (wood) 301.673 66%459.141

Accelo 1016 C / 44 (4x2) L979 V50 Customer 83.190 52%

Accelo 1016 C / 31 (4x2) L979 V49 Off-road 95.336 106%

Atego 1419 / 48 (4x2) L958 V164 City - Track 10 161.696 101%160.000

Atego 1719 / 48 (6x2) L958 V167 Off-road 97.684 112%

L958 V171 Highway - Track 5 30.719 61%

HPN L 1620 L695 V29 Highway - Track 5 308.501

Highway - Track 5 247.851 83%300.000 HSK LS 1635 L695 V28

Off-road 43.268 62%HPN L 1319 (4x2) L695 V30

FPN 2729 K (6x4) L693 V13 Customer 20.787 21%100.000

51%FPN 2729 B (6x4) L693 V14 60.000

70%AXOR 1933/36 S (4x2) L958 V175 50.000

107%100.000 Axor 2040 S / 36 (4x2) L958 V181

110%96.440 Axor 2036 S / 36 (4x2) L958 V182

3

4

Off-road 105.938

Off-road 107.030

Off-road 35.238

Customer 30.558

11

12

13

6

7

8

9

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

30

31

32

26

27

28

29

Plan - Mileage Total (actual)

(km)

220.000

98%10 Atego 1726 (4x2) L958 V162 Off-road 118.263

1

2 220.000

90.000

160.000

87.153

396.307

300.000

120.211

307.302

103%

50.168

69.326

300.000

planneddelay / accidentperformed with Muffler Sample A or B / Cat Bperformed with Muffler Sample B / Cat Dperformed with Muffler Sample C/ Cat Dperformed with Muffler Sample D/ Cat D

7.146.418 km planned5.665.117 km done

79%

2.972.000 km planned2.392.532 km done

81% 

In 3 years of test were accumulated:

+ 8.0 million km (endurance)

+ 40,000 h engine bench test

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Preparation to launch Proconve P7

11

• Trained the Engineers in ATS technology.• Made the production staff aware that we need the

manufacture with more accuracy than older product.• Trained After-Sales & dealers • Defined the strategy of Spare parts (initial stock,

logistic, etc)• Homologated the Training Centers (Mercedes Training

Centers, Homologated Training Centers, SESI and SEST-SENAT)

• Prepared the Mercedes dealers to sell ARLA32.• Built a direct channel between the Warranty/After-sales

and Development.• Trained the front- and back-office of 0800 (SAC).• Made aware campaigns: PROCONVE P7 vehicles must

use only ULSD and ARLA32.

What was done before SoP to prepare our plant, our dealers and our customers for the arrival of new products PROCONVE P7?

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Fuel ‐ S10 Diesel 

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S10 Diesel (ULSD) until now is not yet available in most Brazilians’ cities and S500 will still be available until 202x.

source: ANP

preço médio

preço mínimo

preço máximo

Sao Paulo 2,72 2,49 3,10 S500Sao Paulo 2,92 2,57 3,40 S10

Mato Grosso 3,18 3,15 3,20 S500Mato Grosso 3,27 3,19 3,34 S10

estadoPreço ao Consumidor

tipo de Diesel

Síntese dos Preços Praticados ‐ BrasilRESUMO II ‐ Diesel S10 x S500 R$/l

Período : 2015 ‐ Abril

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ARLA32 (ARNOX32)

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ARLA32 is still expensive, some customers require vehicles with big tanks. Start to sell fractionated volume

Gas station => ARLA32/Diesel price= 1,1 (20l container)For big fleet => ARLA32/Diesel price = 0,50 (in Europe 0,40)

ARLA32 specification NBR ISO 22241

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ARLA32 (ARNOX32)

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Inappropriate /adulterated ARLA32ARLA32 samples from field

Examples of ARLA32 (AdBlue) collected from customers. Blends made with agricultural Urea and common water, cause damages to the

environment and irreversible damage to the SCR

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ARLA32 (ARNOX32)

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Consequences of use the inappropriate/ adulterated ARLA32

Chromatographic analysis of waste on the SCR and ARLA32 nozzle show high presence of Mg, S, Si, Ca, Na, etc.

Use of inappropriate /adulterated ARLA32 causes damage to the environment and can cause irreversible damage to the SCR.

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Field result 

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European experience + 3 y. vehicles test in Brazil, Mexico & Chile

Based on the European experience during these 3-year tests failures were mitigated and a rugged components were developed, resulting in a robust

product. Field failure rate of ARLA32 metering unit in Brazil was 4x less than in Europe.

Brazil

Europa

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Field result 

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Brazilian Application effectDevelopment phase

Project

Loose tip brazing material (ARLA32 leakage)

Failure mode SolutionField failure modes/root cause

1) Clogging / Contaminated ARLA32

2) Loose flange brazing material /  high temperature (consequence: ARLA32 leakage)

Series phase

Failure rate of ARLA32 injector remains high as a consequence of Brazilian application, high S and the lack of attention on OBD from the

user, these failures almost did not occur in Europe.

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ARLA32 Emulators

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Brazilian Application effect

source: http://www.tudosobrechapeco.net/index.php/desc_noticias/empresas_que_fraudavam_arla_32_saeo_multadas_pelo_mpsc

ARLA32 Emulators are an environmental crime that require law enforcement.

With this kind of cheating the engine will emit up to 5 times more 

NOx.!!  => 6… 10 g/kWh.

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Summary and Conclusion

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• Euro V improve a lot of air quality and for MD & HD application SCR technology is the better solution to control the engine emission

• Should be preferred to apply at first where it has higher emission (cities)

• South America application is more severe than the European, therefore test in SA is required.

• We took 5 years to develop PROCONVE P7, of which 3 years were to test in vehicles, it was fair enough.

• It’s mandatory to use all experience and know how. Important point is training the involved staff in the new technic and technology.

• Clarify/train the customer to handle this new technology.• There are “smart” people in the world, therefore it is necessary

“police control” and Inspection and Maintenance Program.• To improve the availability and quality of ULSD and ARLA32 in all

cities is necessary to avoid problems in ATS system and EGR (ULSD).

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AEA appreciates your attention

Nilton Mitsuro ShiraiwaManager

MD Engines Performance & Emission and After-treatment Systems Performance

+55 11 4173-6003

[email protected]