FALLSTUDIE | DPF CLEANER PROBLEMLÖSER FÜR SCHULBUS

Herausforderung

A School Bus Division bietet Schultransport- und Charterdienste für Gemeinden, Schulsysteme und andere öffentliche und private Organisationen an. Das Unternehmen, das sowohl Großstädte als auch Kleinstädte bedient, ist eines der führenden Schulbusunternehmen in Neuengland und bietet Transportdienste für 12 Schulsysteme und 65.000 Schüler an.

Dieselpartikel (PM) stellen ein ernsthaftes Gesundheitsrisiko dar und können nach Angaben der EPA Asthma und Allergien verschlimmern oder andere schwerwiegende Gesundheitsprobleme wie Lungenkrebs verursachen. Um die Exposition von Kindern in Schulbussen in Westport und Plainville, Connecticut, gegenüber schädlichen Emissionen zu verringern, installierte der Schulbusbetreiber Vollwand-DPFs, um den höchsten Schutz gegen PM zu erreichen.

Bei Niedrigtemperaturanwendungen wie dieser sammeln DPFs jedoch schnell Ruß an, der die Poren des Cordierit-Substrats verstopft. Die trockene Beschaffenheit des Rußes von AGR-Motoren verschlimmert dieses Problem noch, da sich ein harter Kohlenstoffkuchen bildet, der nur bei höheren Temperaturen oxidiert. Wenn der Filter verstopft ist, steigt der Gegendruck weiter an, bis die Einheit entweder ausgebaut und gereinigt oder an Ort und Stelle regeneriert wird. Solange die Filter nicht gewartet werden, führt der erhöhte Gegendruck zu einer schlechten Motorleistung und einer geringeren Kraftstoffeffizienz, wodurch die Gesamtbetriebskosten der Flotte steigen.

Da die Abgase von Schulbussen nicht heiß genug sind, um eine passive Regeneration zu ermöglichen, mussten die Betreiber der Schulbusse, sobald der Gegendruck 5-6 psi erreichte, die Filter ausbauen und sechs Stunden lang backen, um den mitgeführten Ruß zu oxidieren. Dies ist nicht nur ein energie- und kostenintensiver Prozess, sondern erfordert auch, dass die Busse häufiger als gewünscht aus dem Verkehr gezogen werden. In Verbindung mit der geringeren Kraftstoffeffizienz und den eskalierenden Dieselpreisen wurde das DPF-Programm teurer als ursprünglich erwartet.

Alternativ hätte der Schulbusbetreiber auch einen aktiven Partikelfilter einsetzen können, bei dem Dieselkraftstoff vor dem Filter eingespritzt und gezündet wird, um die Temperatur so weit zu erhöhen, dass eine Regeneration eingeleitet wird. Zwar muss der Filter dabei nicht zur Reinigung ausgebaut werden, doch besteht bei aktiven Systemen die Gefahr einer unkontrollierten Regeneration, die zu inakzeptablen Folgen wie erheblicher thermischer Belastung führen kann. Dies wiederum kann die Integrität des Substrats beeinträchtigen und den Partikelfilter beschädigen, was letztlich die Lebensdauer des Geräts verkürzt.

Bei der Durchlaufregeneration besteht auch die Möglichkeit, dass Flammen aus dem Auspuffsystem des Schulbusses schlagen. Darüber hinaus haben aktive Systeme in der Regel höhere Anschaffungs- und Betriebskosten, was sie wirtschaftlich weniger attraktiv macht.

Mit den passiven Partikelfiltern, die in den bestehenden Busflotten von Westport und Plainville installiert sind, suchte der Schulbusbetreiber nach einer Lösung, um seine Wartungsprobleme und Betriebskosten zu senken und gleichzeitig den Schulsystemen eine möglichst gesunde Umgebung für ihre Kinder zu bieten.

Lösung

Der kraftstoffbasierte Katalysator DPFC (Diesel Particulate Filter Cleaner) von JLM Lubricants fungierte als "Problemlöser" für den Schulbusbetreiber, indem er die Filterleistung ohne erhöhte Kosten sicherstellte. Mit einer schnellen, unkomplizierten Installation wurden die Busse mit einem Onboard-Dosiersystem ausgestattet, um den JLM DPFC automatisch mit dem Dieselkraftstoff am Motoreinlass zu mischen.

Speziell für die Verwendung mit Partikelfiltern formuliert, bietet JLM DPFC Vorteile auf mehreren Ebenen.

• Eine passive und kontrollierte Regeneration ist bei Temperaturen im niedrigen 300°C-Bereich möglich, die von den Busfahrern auf ihrer regulären Route leicht erreicht werden kann, indem sie den Bus entweder mit Autobahngeschwindigkeit fahren oder den Motor an Steigungen 5-10 Minuten lang belasten. Durch diese Maßnahmen wird der Reinigungsbedarf entweder drastisch reduziert oder ganz beseitigt.
• Kontrollierte Regeneration ohne Angst vor unkontrollierter Hitzeentwicklung, die andernfalls die Integrität des Filters beschädigen oder Flammen im Auspuff erzeugen könnte
• Die vollständige Regeneration selbst des trockenen Rußes aus den AGR-Motoren senkte den Gegendruck von 5 psi auf 0,5 psi.
• JLM DPFC erhöht die Geschwindigkeit und Vollständigkeit der Verbrennung, wodurch die Rußmenge am Motorausgang um bis zu 25 % gesenkt wird. Dies trug dazu bei, dass der DPF aufgrund der geringeren Belastung länger sauber blieb; selbst fünf Monate nach der passiven Regeneration lag der Gegendruck nicht über 3 psi.
• Eine vollständigere Verbrennung und ein geringerer Gegendruck verbesserten auch den Kraftstoffverbrauch (obwohl spezifische Werte im Rahmen dieses Programms nicht gemessen wurden).

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