CASESTUDY | DPF CLEANER PROBLEM SOLVER FOR SCHOOL BUS

FALLSTUDIE | DPF-REINIGER-PROBLEMLÖSER FÜR SCHULBUS

Herausforderung

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Eine Schulbusabteilung bietet Schultransporte und Charterdienste für Gemeinden, Schulsysteme und andere öffentliche und private Organisationen an. Sie bedient Großstädte und Kleinstädte gleichermaßen und ist einer der führenden Schulbusbetreiber Neuenglands. Sie bietet Transportdienste für zwölf Schulsysteme und 65.000 Schulkinder an.

Dieselpartikel (PM) stellen ein ernstes Gesundheitsrisiko dar und können laut EPA Asthma und Allergien verschlimmern oder andere schwerwiegende Gesundheitsprobleme wie Lungenkrebs verursachen. Um die Belastung von Kindern in Schulbussen in Westport und Plainville, Connecticut, durch schädliche Emissionen zu verringern, installierte der Schulbusbetreiber vollwandige DPFs, um den bestmöglichen Schutz vor PM zu gewährleisten.

Bei Niedertemperaturanwendungen wie dieser sammeln sich DPFs jedoch schnell Ruß an, der die Poren des Cordieritsubstrats verstopft. Der trockene Ruß von EGR-Motoren verschärft dieses Problem tendenziell noch und bildet einen harten Kohlenstoffkuchen, der erst bei erhöhten Temperaturen oxidiert. Wenn der Filter verstopft, steigt der Gegendruck weiter an, bis die Einheit entweder ausgebaut und gereinigt oder an Ort und Stelle regeneriert wird. Bis zur Wartung der Filter führt der erhöhte Gegendruck zu schlechter Motorleistung und geringerem Kraftstoffverbrauch, was die Gesamtkosten des Flottenbetriebs erhöht.

Da die Abgase von Schulbussen für eine passive Regeneration nicht heiß genug sind, mussten die Busbetreiber die Filter bei einem Gegendruck von 3,5 bis 4,5 bar (5 bis 6 psi) sechs Stunden lang ausbauen, um den mitgerissenen Ruß zu oxidieren. Dies war nicht nur ein energieintensiver und kostspieliger Prozess, sondern führte auch dazu, dass die Busse häufiger als gewünscht außer Betrieb genommen werden mussten. Zusammen mit der geringeren Kraftstoffeffizienz und den steigenden Dieselpreisen wurde das DPF-Programm teurer als ursprünglich erwartet.

Alternativ hätte der Schulbusbetreiber einen aktiven DPF einsetzen können. Dabei wird Dieselkraftstoff vor den Filter eingespritzt und gezündet, um die Temperatur für die Regeneration ausreichend zu erhöhen. Zwar muss der Filter zur Reinigung nicht ausgebaut werden, doch besteht bei aktiven Systemen die Gefahr einer unkontrollierten Regeneration, die unakzeptable Folgen wie erhebliche thermische Belastungen haben kann. Dies wiederum kann die Integrität des Substrats beeinträchtigen und den DPF beschädigen, was letztlich die Lebensdauer des Geräts verkürzt.

Eine außer Kontrolle geratene Regeneration birgt zudem die Gefahr, dass Flammen aus dem Abgassystem eines Schulbusses schlagen. Zudem sind aktive Systeme tendenziell mit höheren Anschaffungs- und Betriebskosten verbunden, was sie wirtschaftlich weniger attraktiv macht.

Mit der Installation passiver DPFs in der bestehenden Flotte von Westport und Plainville suchte der Schulbusbetreiber nach einer Lösung, um seine Wartungsprobleme und Betriebskosten zu verringern und gleichzeitig den Schulsystemen die gesündeste Umgebung für ihre Kinder zu bieten.

Lösung

Der kraftstoffbasierte Katalysator von JLM Lubricants für Dieselpartikelfilter (DPFC) erwies sich für Schulbusbetreiber als Problemlöser und sicherte die Filterleistung ohne Mehrkosten. Dank einer schnellen und unkomplizierten Installation wurden die Busse mit einem integrierten Dosiersystem ausgestattet, das JLM DPFC automatisch am Motoreinlass mit Dieselkraftstoff vermischt.



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JLM DPFC wurde speziell für die Verwendung mit DPFs entwickelt und bietet Vorteile auf mehreren Ebenen.

  • Eine passive und kontrollierte Regeneration ist bei Temperaturen um die 300 °C möglich. Diese erreichen die Busbetreiber auf ihrer regulären Route problemlos, indem sie den Bus entweder mit Autobahngeschwindigkeit fahren oder den Motor 5–10 Minuten lang an Steigungen belasten. Dadurch wird der Reinigungsaufwand drastisch reduziert oder ganz vermieden.
  • Kontrollierte Regeneration ohne Angst vor unkontrollierter Hitzeentwicklung, die sonst die Filterintegrität beschädigen oder Flammen im Auspuff verursachen könnte
  • Durch die vollständige Regeneration selbst von trockenem Ruß aus den EGR-Motoren sank der Gegendruck von 5 psi auf 0,5 psi.
  • JLM DPFC erhöht die Geschwindigkeit und Vollständigkeit der Verbrennung und reduziert dadurch die Rußmenge im Motor um bis zu 25 %. Dies trug dazu bei, den DPF aufgrund der geringeren Belastung länger sauber zu halten; selbst fünf Monate nach der passiven Regeneration überschritt der Gegendruck nicht 3 psi.
  • Eine vollständigere Verbrennung und ein geringerer Gegendruck verbesserten außerdem die Kraftstoffeffizienz (obwohl im Rahmen dieses Programms keine konkreten Werte gemessen wurden).

Vollständige passive Regeneration, eingeleitet durch Belastung des Motors zwischen 2250 und 2450 U/min.