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Seminrio Experincias e Oportunidades para o Gs Natural Veicular
Recife, 24 de Outubro de 2012
Diesel S ystems
Tecnologias para Uso de GNV em Veculos Pesados Dual Fuel
GNV+Diesel
Osvaldo A. Cruz Jr. E ngenharia de Desenvolvimento de P
rodutos
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Motivao para o GNV 1
Benefcios 3
Concluso 4
A Soluo Bosch 2
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
O mundo est sob presso!
P oluio
Disponibilidade de recursos naturais
P reo do petrleo
Aquecimento global
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Mercados Contexto Alternativas
Trade (E UA, E U, J apo)
R eduo de emisses C O2 Altos custos x subsdios
Hbridos E letricidade Hidrognio Gs Natural Biometano
Mercados E mergentes (B R IC , AS E AN)
B aixo custo x taxao F atores sociais P otencial agrcola
B iodiesel E tanol Gs Natural Biometano
Em busca de uma matriz energtica mais limpa e eficiente, os
Biocombustveis e o Gs Natural apresentam-se como solues
alternativas para vrias regies
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Flex-Fuel para Carros de Passeio 2003
O F lex-F uel promoveu uma revoluo no mercado de carros de
passeio, provendo a confiana necessria para o consumidor adquirir
um veculo movido a etanol. Uma revoluo semelhante est para
acontecer no segmento de veculos comerciais com o lanamento do s
istema G NV +Diesel.
Flexibilidade a chave!
(*) F onte : Anfavea Y earB ook 2012
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Incio das pesquisas da tecnologia bi-combustvel com sistemas
mecnicos de injeo Diesel usando GNV
Primeira homologao no Brasil de um motor bi-combustvel
GNV+Diesel
Incio das pesquisas com sistemas eletrnicos de injeo Diesel
Plataforma DF - GNV+Diesel liberada para aplicao
Lanamento no mercado (IAA)
2006
2008
2009
2010
A Robert Bosch, lder mundial no desenvolvimento e aplicao da
tecnologia Diesel, est dedicando seu conhecimento e experincia no
desenvolvimento de um sistema bi-combustvel, utilizando o estado da
arte de componentes e software.
Histrico
2012
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Tecnologia Brasileira O inovador s is tema de controle G NV
+Diesel foi desenvolvido e testado pelos engenheiros da B osch no B
ras il.
Engenharia & Calibrao
Unidade de Comando Eletrnico
Vlvula Borboleta Injetor GNV
Sensor Detonao
Sensor O2
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
C onceito do S istema
Motor Diesel adaptado com um s istema de injeo de G NV e
controle da entrada de ar na admisso
P equenas injees de Diesel para ignio da mistura ar + gs natural
(sem vela de ignio)
C ontrole eletrnico integrado dos s istemas de injeo Diesel e G
NV
85% de substituio do leo Diesel por G NV ou B iometano
O Sistema Dual-Fuel Bosch combina o alto desempenho dos motores
diesel com a flexibilidade de combustvel.
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
C omponentes do S istema
Add-on system possible to be applied over any electronic fuel
injection system
(CRS, UPS, UIS)
1
3
5 6
11
12 12
19
8
21
22
01 Regulador de presso 02 S ensor de pres s o e temperatura do
ar de admis s o 03 Vlvula borboleta 04 Atuador de turbo 05 Sensor
de oxignio 06 Unidade de controle eletrnico gs 07 Unidade de
controle eletrnico dies el 08 Tanque de gs 09 S ensor de velocidade
10 P edal do acelerador 11 Injetor de gs 12 Sensor de detonao 13 S
ensor de temperatura de arrefecimento 14 Injetor dies el 15 S ensor
de fas e 16 B omba de alta pres s o 17 G aleria de alta pres s o
dies el 18 F iltro de combus tvel 19 Catalisador de oxidao 20 T
anque de dies el 21 Sensor de temperatura e presso do gs 22 Galeria
de gs
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Working P rinciple
3) ECU GNV inicia o controle do sistema comunicando via CAN com
a ECU Diesel. Ela recebe dados dos sensores e atuadores do veculo e
envia ECU Diesel novos parmetros de injeo para otimizao da
combusto.
2) ECU verifica se a temperatura do motor est adequada para
operao em modo GNV+Diesel
CAN
1) Seleo do modo GNV+Diesel pelo motorista
4) ECU GNV abre a vlvula reguladora de presso e monitora a
presso
5) E C U G NV controla os injetores de G NV em modo s eqencial.
P res s o e temperatura s o monitorados
7) A vlvula borboleta permite o controle preciso da mistura ar /
combustvel
8) Diesel injetado para iniciar a queima da mistura ar + gs
natural. A quantidade e tempo de injeo diesel so corrigidos em funo
da carga e rotao do motor. A quantidade varia de 5% at 95% em relao
ao original
9) O sensor de O2 registra dados dos gases de exausto para
otimizao da eficincia da combusto e da emisso de gases
poluentes.
10) S ens or de detonao avalia o rudo do motor para detectar a
detonao es pontnea do gs natural. A E C U Dies el corrige os
parmetros de injeo para proteger o motor.
6) O injetor de gs natural pos icionado antes da vlvula de admis
s o e injeta gs , que s e mis tura com ar e admitido para o
cilindro.
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Diesel
GNV
- Um s istema de controle inteligente calcula o percentual de
contribuio de torque de cada um dos combustveis - Dados de diviso
de torque, qualidade e tempo de injeo so trocados entre as duas
unidades eletrnicas - C oordenao dos parmetros de injeo para
otimizao da taxa de substituio de Diesel por G NV - S istema
integrado de monitoramento
CA
N
- C ontrole de injeo Diesel - C ontrole do turbo e E G R - C
omunicao com dispositivos externos - G erenciamento do s istema de
diagnose
- C ontrole da injeo de G NV e massa de ar - G erenciamento de
detonao - G erenciamento da mistura ar/combustvel (lambda) - C
ontrole da reguladora de G NV e vlvulas de segurana
Inovao O corao da tecnologia est no seu sofisticado s istema de
gerenciamento eletrnico, que permite controlar s imultaneamente os
s is temas de injeo dos dois combustveis de modo a proporcionar a
maior eficincia poss vel.
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12 DS /E AP -LA | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Motores com o s istema DF - G NV +Diesel tm a flexibilidade de
rodar em modo diesel quando o G NV no estiver disponvel, permitindo
seu uso at onde no haja estrutura de distribuio de G NV.
O diesel usado para ignio da mistura ar + gs natural, o que
elimina o sistema de ignio por centelha
Motores com o s istema DF - G NV +Diesel usam mistura de ar + gs
natural (excesso de ar)
O s istema eletrnico de injeo Diesel poss ibilita um controle
preciso da quantidade e do tempo de injeo, is to implica em:
Reduo dos nveis de emisses
Otimiza a eficincia energtica em 30-40%
Reduz consumo de combustvel em 20-25%
Diferenas entre motores DF - G NV +Diesel e Otto
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13 DS /E AP -LA | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Potncia e Eficincia No afeta a dirigibilidade ou a performance
do veculo. Torque, retomada, potncia, dirigibilidade do motor so
idnticos em modo Diesel e G NV +Diesel
1 liter Diesel ~ 0,9 m3 Natural G as Fuel consumption
T estes de Desempenho
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14 DS /E AP -LA | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Mais Limpo Os testes realizados pela B osch comprovam que h
ganhos ambientais na utilizao do s istema DF - G NV +Diesel, e que
essa nova tecnologia atende, com vantagens , a legis lao ambiental,
P roconve 7 (baseado no E UV), quando comparado com veculos apenas
com Diesel.
Diminui a emisso de xido de Nitrognio, substncia que pode causar
problemas respiratrios
R eduo de -80% na emisso de materiais particulados , maiores
responsveis pelas nvoas cinzas vistas nas grandes metrpoles
R eduo de -20% na emisso de CO2, um dos gases que mais agravam o
efeito estufa e o aquecimento global
NOx PM CO2
-80%
-20%
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15 DS /E AP -LA | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Econmico O G NV normalmente muito mais barato que o Diesel, o
que promove economia para o usurio, que se beneficia do eficiente
motor Diesel operando com alto percentual de G NV.
Alm disso, veculos com o s istema G NV +Diesel so produzidos a
custos acessveis, beneficiando-se da alta escala de produo dos
motores Diesel. E as vantagens no param por a. A flexibilidade
permite que o veculo seja utilizado em qualquer regio do pas ,
mantendo seu poder de revenda.
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16 DS /E AP -LA | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
timo Investimento para o Frotista
E nquanto o metro cbico do G NV custa aprox. R $1,35*, o litro
do Diesel para o frotista, que paga menos do que o motorista comum,
sai por aprox. de R $ 1,84*.
S e tomarmos como exemplo um nibus de transporte pblico, que
roda em mdia 350 km/dia, considerando custos de aquis io do veculo
e manuteno do s istema, o retorno do investimento ocorre em
aproximadamente 1,5 anos.
(*) F onte : ANP Out 2012
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17 DS /E AP -LA | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
B enefcios
R eduo do custo com combustvel
R eduo da emisso de gases
poluentes
F lexibilidade de combustvel
Manuteno e vida til
C usto acess vel
Maximiza a taxa de substituio do Diesel por G NV, que
normalmente muito mais barato
R eduo da emisso de material particulado, NOx e C O2
Liberdade de escolha de combustvel, permitindo substituir Diesel
por G NV, sem perda de desempenho
C onfiabilidade e tradio dos motores Diesel
Veculos com o s is tema G NV +Diesel so produzidos a custos
acess veis , beneficiando-se da alta escala de produo dos motores
Diesel
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18 DS /E AP -LA | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
Alternativas ao Diesel so demandadas em diversos mercados por
aspectos polticos , econmicos e ambientais :
Reduo da emisso de gases poluentes Biocombustveis
C lientes precisam de confiana para adquirir veculos com
tecnologias alternativas :
Flexibilidade a chave As caractersticas operacionais do veculo
diesel so mantidas Custo acessvel para compra e operao do veculo
Mercado de revenda do veculo fundamental para o fluxo de caixa
C oncluses
Dual Fuel - GNV+Diesel
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19
Transporte do futuro
Diesel+GNV
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DUAL FUEL - GNV+DIESEL
Diesel S ystems
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20 DS /P J -DF | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DualFuel Systems
Diesel S ystems
B AC K UP
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21 DS /P J -DF | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DualFuel Systems
Diesel S ystems
Application area
LD MD HD
Displacement 0.61.0 0.91.3 1.52.5
Number of cylinders 4 4,6 6
R ated P ower [K W/cyl.] Max. 35-60 Max. 60 Max. 100
Max torque [Nm/cyl.] Max. 150 Max.300 Max.530
Injection strategy Multi-point Multi-point or central-point
C entral-point
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22 DS /P J -DF | 10/22/2012 | R obert B os ch Ltda 2012. R es
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DualFuel Systems
Diesel S ystems
C omponents add-ons
02 S ensor LS U4.9
Knock Sensor KS-4-S
CNG Injector NGI2-CP
C NG R ail F C A with DS -M1-T F (optional)
DualFuel ECU EGC4 or EGC10 (12V / 24V)
Throttle Valve RKL-E1
1 1 1
1 2 (*)
* Injectors qty depends on engine (s ize) and application
Nmero do slide 1Nmero do slide 2Nmero do slide 3Nmero do slide
4Nmero do slide 5Nmero do slide 6Nmero do slide 7Nmero do slide
8Componentes do SistemaNmero do slide 10Nmero do slide 11Nmero do
slide 12Testes de DesempenhoNmero do slide 14Nmero do slide 15Nmero
do slide 16Nmero do slide 17Nmero do slide 18Nmero do slide
19BACKUPApplication areaComponents add-ons