14 BouwMachines 11 > 22 november 2013

THEMA

ALLEMAAL AAN DE

De emissie-eisen voor bouwmachines worden op 1 januari 2014 verder aangescherpt. De Stage 4 norm

gaat dan in Europa gelden voor industriële motoren met een vermogen tussen 130 en 560 kW. Om aan

de strenge eisen te voldoen zetten de meeste motorfabrikanten de SCR-technologie in. Dit vereist

toevoeging van AdBlue. Een lager brandstofverbruik moet dit ‘ongemak’ compenseren.

De Stage 3B norm, sinds 1 januari 2011 van kracht,

maakt vanaf volgend jaar plaats voor Stage 4. Als

eerste zijn de motoren met een vermogen tussen

130 en 560 kW aan de beurt. Eind volgend jaar

volgen dan ook de motoren tussen 56 en 129 kW.

De Europese norm ‘Stage’ stelt, net als de Amerikaanse norm

‘EPA Tier’, met name eisen aan de uitstoot van NOx (stiksto-

foxiden) en fijnstof (Particle Matter ‘PM’, roet). Stikstofoxi-

den en roet vormen een bedreiging voor de volksgezondheid

en het milieu, zeker als deze in hoge concentraties in de

atmosfeer voorkomen.

Stage 4 (in Amerika Tier 4 final) legt met name de

uitstoot van NOx nog verder aan banden. Gold

bij Stage 3B nog een norm van 2 g/kWh, bij

Stage 4 mag nog maar 0,4 g/kWh NOx

worden uitgestoten. Dat betekent

dus een verdere verlaging met

80%. De maximale uitstoot van

roet ligt bij Stage 4 net als bij

Stage 3B op 0,02 g/kWh.

Efficiënte oplossingen De steeds strenger worden

emissie-eisen dagen motorfabri-

kanten uit om met de meest effi-

ciënte oplossingen te komen. Om

te voldoen aan de Stage 3B norm

waren twee technologieën beschik-

baar: selectieve katalytische reduc-

tie (SCR) of uitlaatgasrecirculatie

(EGR), al dan niet in combinatie

met een dieselpartikelfilter (DPF).

De SCR-technologie vereist de toe-

voeging van AdBlue, die een che-

mische reactie in een katalytische pot veroorzaakt en zo de

uitstoot van stikstofoxiden beperkt. De NOx wordt namelijk

omgezet in water en koolstofdioxide (CO2). De SCR-technolo-

gie betekent op de machine een extra reservoir en leidingen,

in verband met de benodigde AdBlue.

De meeste grote merken kozen voor de oplossing van EGR,

eventueel in combinatie met een dieselpartikelfilter, mede

omdat deze methode voor de gebruikers eenvoudiger is. Toe-

voeging van AdBlue, zoals de SCR-technologie vereist, is bij

uitlaatgasrecirculatie niet nodig. Men vult de tank met nor-

male diesel zonder er ook maar iets aan toe te voegen. Met

geavanceerde elektronica voor de recirculatie en de koeling

van de uitlaatgassen daalt de verbrandingstemperatuur en

wordt de vorming van stikstofoxide beperkt.

Nu Stage 4 op 1 januari 2014 gaat gelden voor motorvermo-

gens tussen 130 en 560 kW, wordt duide-

lijk dat de meeste fabrikanten

een combinatie van beide

technieken inzetten. Dit

heeft grote consequenties

voor de gebruikers. Machi-

Stage 4 emissie-eisen vereisen een combinatie van technieken

MOTORTECHNIEK Cynthia HerweijerTekst: Cynthia Herweijer

De nieuwe Volvo D16 motor met een vermogen van 350 kW heeft een SCR module, een gekoelde externe

uitlaatgasrecirculatie (EGR-E) en een volautomatisch roetfilter (DPF).

www.bouwmachines.nl1

15BouwMachines 11 > 22 november 2013

18-36 (24-48)

kW

Emissie-eisen in Europa(HP) 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

37-55 (49-74)

56-129 (75-173)

130-560 (174-751)

(7,5) / 5,5 / 0,60

(4,7) / 5,0 / 0,40

(4,0) / 5,0 / 0,30

(4,0) / 3,5 / 0,20

*

(4,7) / 5,0 / 0,025

3,3 / 0,19 / 5,0 / 0,025 0,4 / 0,19 / 5,0 / 0,025

2,0 / 0,19 / 3,4 / 0,025 0,40 / 0,19 / 3,5 / 0,025

>560 (>751) *

Stage IIIA Stage IIIB Stage IV NOx / HC2 / CO / PM (g/kWh)

ADBLUE

De op de Bauma 2013 geïntroduceerde Cat 988K wiellader is al voorzien van de Stage 4 motor, en vol-

doet daarmee aan de emissie-eisen die vanaf 1 januari 2014 gelden. Volgend jaar lanceert Caterpillar

enkele nieuwe knikgestuurde dumptrucks die voldoen aan de emissie-eisen van Stage 4.

nes met een SCR-technologie onder de motorkap vereisen

immers de toevoeging van AdBlue. Dit betekent extra kosten

voor aannemers, aangezien zij AdBlue moeten (kunnen) tan-

ken.

SCR-technologie onder de motorkapEen rondgang langs een aantal merken bevestigt dat SCR-

technologie onder de motorkap bij Stage 4 motoren gemeen-

goed wordt. Steeds wordt ook weer de nadruk gelegd op het

lagere brandstofverbruik van de nieuwe motoren ten

opzichte van het voorgaande model.

Volvo bijvoorbeeld is één van de fabrikanten die de nieuwe

motoren nu ook voorzien van selectieve katalytische reduc-

tie, om aan de Stage 4 eisen te kunnen voldoen zonder de

motor ingrijpend te hoeven wijzigen. Volvo kan de D4 (80-

116 kW), D6 (100-180 kW) D8 (160-250 kW) D11 (235-265

kW), D13 (220-329 kW) en de D16 (350 kW) als Stage 4 motor

leveren. Het brandstofverbruik van de nieuwe motoren ligt

2www.bouwmachines.nl

THEMA

16 BouwMachines 11 > 22 november 2013

9,2

0,54

Stage I(1999) Stage II

(2004) Stage IIA(2006) Stage IIIB

(2011) Stage IV(2014)

0,20,2

0,020,02

6

4

2

0,4

NOx (stikstofoxiden in g/kWh)

PM (roetdeeltjes in g/kWh)

volgens Volvo 5% lager ten opzichte van de vorige modellen.

Ook Caterpillar zet de SCR-technologie en AdBlue in om te

voldoen aan de Stage 4 norm. Net als Volvo zegt ook Caterpil-

lar het brandstofverbruik van de nieuwe motoren met 5% te

hebben teruggebracht. Dankzij de koppeling van het SCR-sys-

teem aan het bestaande EGR-systeem stelt Caterpillar een

betere verbranding te kunnen realiseren en zo de brandstof-

efficiency te verbeteren met volautomatisch roetfilter.

Liebherr heeft om te kunnen voldoen aan de Stage 4 norm de

motoren ook f link onder handen genomen. De Duitse produ-

cent vertrouwt voor de nabehandeling van de uitlaatgassen

volledig op de techniek van SCR, om het systeem zo simpel

mogelijk te houden. Dit heeft volgens Liebherr zowel voorde-

len voor de gebruiker, als voor het ontwerp van de machine.

Het brandstofverbruik van deze nieuwe motoren ligt aldus

Liebherr tot 8% lager, mede mogelijk gemaakt door een ver-

dere verbetering van het inspuitsysteem en het verbrandings-

proces.

‘One Can Solution’ Ook bij JCB zien we de SCR-technologie terug om te kunnen

voldoen aan de Stage 4 eisen. De Engelse fabrikant zegt een

compact SCR-systeem te hebben ontwikkeld, waardoor ingrij-

pende veranderingen aan het design van de machines niet

nodig zijn en een goed zicht behouden blijft. JCB noemt zijn

vinding de ‘One Can Solution’. Het compacte SCR-systeem is

gebaseerd op de Stage 3B Ecomax dieselmotor van JCB die

geen gebruik maakt van een dieselpartikelfilter. Ook in het

Stage 4 model zou JCB geen gebruik maken van een diesel-

partikelfilter, hetgeen een kostenbesparing zou inhouden

voor de gebruiker. Onderhoud en vervanging van filters is

immers niet aan de orde. JCB noemt een brandstofbesparing

van 5% ten opzichte van het Stage 3B model.

De eerste emissienorm voor industriemotoren in

Europa ‘Stage 1’ stamt uit 1999. Deze is door de tijd

heen aangescherpt tot en met Stage 4, die op 1 janu-

ari 2014 van kracht wordt. In de tabel zijn de Euro-

pese normen in de tijd weergegeven, en is te zien

hoeveel NOx- en PM-uitstoot is toegestaan.

STAGE 4 NORM IN HET KORT Wat wordt in de Stage 4 norm geregeld? De focus ligt op de uitstoot van stikstofoxide (NOx) en fijnstof (PM, roet). Ook de emissieniveaus van koolwater-stof (HC) en koolstofmonoxide (CO) zijn hierin vastgelegd. Wat is het verschil tussen Stage 4 en Stage 3B? Stage 4 vereist een vermindering van de NOx met 80% ten opzichte van Stage 3B. De uitstoot van PM ligt bij beide normen op hetzelfde niveau. Welke technische oplossingen zijn er om de Stage 4 norm te behalen? De uitstoot van NOx en PM kan op diverse manieren wor-den beperkt, met elk zijn voor- en nadelen. Zo leidt de reductie van NOx doorgaans tot een hogere uitstoot van PM en beperking van PM tot hogere uitstoot van NOx. Door een combinatie van technieken, veelal uitlaatgas-recirculatie (EGR), eventueel met een dieselpartikelfilter (DPF) en selectieve katalytische reductie (SCR) kan aan de eisen worden voldaan. Is er een overgangsperiode? De flexregeling voorziet erin dat fabrikanten nog toe-stemming krijgen om machines te bouwen met Stage 3B motoren na het ingaan van de Stage 4 norm. Dit aantal machines mag ten hoogste 20% bedragen van de gemiddelde verkoop over vijf jaar, in elke vermogensca-tegorie. Binnen de Europese Unie geldt ook nog een sell-off regeling. Die staat toe dat nog Stage 3B motoren mogen worden verkocht die voor de wijziging van de norm (eind 2013) vervaardigd werden, echter hoogstens voor een periode van twee jaar.

Peter TombergMOTORTECHNIEK

www.bouwmachines.nl3

18 BouwMachines 11 > 22 november 2013

.XXXXXXXXXX

René Wetzels, directeur bij JCB Benelux, vindt alle

milieumaatregelen prima, maar hij maakt zich wel

druk over de lange overgangsperiode die wordt

gehanteerd. De f lexregeling biedt fabrikanten de

mogelijkheid om ook na het ingaan van de Stage 4

norm, nog machines te bouwen met Stage 3B motoren. De

sell-off regeling die binnen de Europese Unie geldt, staat toe

dat Stage 3B motoren worden verkocht die voor de wijziging

van de norm (eind 2013) vervaardigd werden, echter hoog-

stens voor een periode van twee jaar.

‘Die lange overgangsperiode, daar moet de Europese Unie iets

aan doen. Het afgelopen jaar moest JCB met zijn Stage 3B

motoren opboksen tegen concurrenten die nog een Stage 3A

motor in hun machine verkochten. Onze machines zijn dan

weliswaar schoner, maar ook duurder in aanschaf. Een

bedrijf dat maatschappelijk verantwoord wil ondernemen

kun je wel overtuigen, maar bij een groot aantal klanten ver-

Markt afwachtend bij overstappen naar schonere motoren

STAGE 4 MOTOR VEELALNOG GEEN MUSTSinds 1999 worden de emissie-eisen voor bouwmaterieel steeds verder aangescherpt.

Motorfabrikanten worden zo gedwongen om met minder vervuilende oplossingen te komen. Maar

zolang machines met Stage 3B motor, of zelfs Stage 3A, nog te koop zijn is zo’n Stage 4 motor met

minder uitstoot voor veel machinegebruikers nog geen must.

lies je het dan toch op prijs.’ ‘Iedere dag moeten wij onze

schonere motortechniek verdedigen’, stelt Wetzels. Hij geeft

het voorbeeld van een klant die hij een offerte aanbood voor

een graaflaadcombinatie met een Stage 3B motor die 10.000

euro hoger lag dan die van de concurrent, met een Stage 3A

motor. ‘Uiteindelijk konden wij hem na lang praten toch

overtuigen met JCB in zee te gaan, mede op grond van het

lagere brandstofverbruik. Maar we moesten nog wel wat van

de prijs afdoen.’

Buffer opbouwenDat klanten de kat uit de boom kijken, bevestigt ook Alain

Worp, verkoopleider Europa bij Hyundai Heavy Industies.

‘We zien dat klanten terughoudend zijn. Op dit moment pro-

duceren we 9-series (Stage 3A, red.) en 9A-series machines

(Stage 3B) naast elkaar. 95 procent van de machines die we

verkopen bevat echter nog de Stage 3A motor. Daarom heeft

THEMA Tekst: Cynthia Herweijer

Volvo heeft de nieuwe Stage 4 motoren getest in onder meer de knikdumpers,

bij extreme temperaturen zowel onder als boven nul.

Dennis van Dijk, commercieel directeur Pon Equipment, geeft aan dat de toenemende vraag uit de

markt naar Stage 4 breder wordt ingezet dan alleen bij grotere bedrijven. Dit geldt ook voor de

hybride machines zoals de Cat 336E Hybrid.

MOTORTECHNIEK

4www.bouwmachines.nl

19BouwMachines 11 > 22 november 2013

Jelle Bosscha, verkoopdirecteur bij Kuiken in Emmeloord, verwacht dat de eerste

Volvo machine met Stage 4 motor in februari of maart 2014 in Nederland zal

draaien.

René Wetzels, directeur van JCB Benelux, vindt dat de lange periode waarin

nog minder schone motoren mogen worden verkocht leidt tot oneerlijke con-

currentie.

Hyundai Heavy Industries besloten om binnen de nieuwe

wetgeving een buffer op te bouwen van Stage 3A machines.

Ook na de reglementswijziging per 1 januari 2014 en 1 janu-

ari 2015 kunnen we zeker nog een half jaar de huidige

machines leveren.’

Jelle Bosscha, verkoopdirecteur bij Volvo-importeur Kuiken

in Emmeloord, constateert dat er vanuit de markt wel vraag

is naar machines met de schoonste motoren. ‘Met name bij

bedrijven die Maatschappelijk Verantwoord Ondernemen op

de agenda hebben staan, en bezig zijn met de CO2-prestatie-

ladder. Dergelijke bedrijven investeren als eerste in de meest

schone oplossing.’

Bij Caterpillar-dealer Pon Equipment geeft Dennis van Dijk,

commercieel directeur, aan: ‘Wij zien de toenemende vraag

naar Stage 4 motoren niet alleen bij grote bedrijven ontstaan,

maar ook bij onderaannemers. Ook zij willen inspelen op de

eisen vanuit de markt. Niet alleen op korte, maar ook op de

lange termijn. Caterpillar heeft inmiddels de eerste machine

met Stage 4 motor geïntroduceerd, de 988K wiellader. ‘Er zul-

len in 2014 meerdere introducties volgen van Cat machines

met Stage 4. Op het specifieke introductiemoment zullen we

hier natuurlijk uitgebreid bij stilstaan’, vertelt Van Dijk. Jelle

Bosscha van Kuiken verwacht dat de eerste Volvo machines

met Stage 4 motor in februari of maart 2014 in Nederland

zullen draaien. Volvo kan vanaf volgend jaar alle machines in

de vermogensklasse tussen 130 en 560 kW

leveren met motoren die voldoen aan de emissie-eisen van

Stage 4. Inmiddels heeft Volvo met de nieuwe motoren meer

dan 25.000 testuren gemaakt in knikdumpers, wielladers en

graafmachines, en de nodige draaiuren op motortestbanken.

Aannemer heeft geen keuzeBosscha beaamt dat de SCR-oplossing waarvoor Volvo, net als

de meeste merken, nu gekozen heeft gevolgen heeft voor

aannemers. ‘Zij moeten nu een AdBlue pomp naast de diesel-

pomp laten aanleggen. Maar nu de eisen van Stage 4 gaan

gelden, gaan we bij alle merken een combinatie van SCR en

EGR onder de motorkap terugvinden. In die zin heeft een

aannemer straks geen keuze meer’, verwacht Bosscha.

Daar staat tegenover dat het brandstofverbruik van de

nieuwe motoren nog verder naar beneden is gebracht. Volvo

claimt dat tot 5% brandstof wordt bespaard ten opzichte van

de vorige modellen, bij een gelijkblijvende productie. Andere

fabrikanten gaan bij hun motoren uit van een vergelijkbare

verlaging van het brandstofverbruik.

Welke gevolgen de nieuwe motoren met hun schone technie-

ken als SCR en EGR hebben voor het design van de Volvo

machines, is Bosscha begin november nog niet bekend. ‘Van-

zelfsprekend is ruimte nodig voor het inbouwen van de SCR-

katalysator en AdBlue tank, naast het roetfilter. Bij de

machines zou dit kunnen betekenen dat de motorkap iets

hoger wordt.’

Aanpassingen van het design is lang niet bij alle merken aan

de orde. Zo zal de vormgeving van de Cat graafmachines en

wielladers met het inbouwen van Stage 4 motoren niet ver-

anderen. De Amerikaanse fabrikant heeft bij het design van

de graafmachines uit de E-serie en de K-serie wielladers al

rekening gehouden met de naderende Stage 4 norm.

Ook JCB stelt dat bij haar machines grondige aanpassingen

van de carrosserie niet nodig zijn, dankzij een compact ont-

worpen SCR-systeem om de NOx-uitstoot te reduceren.

De zwavelvrije dieselolie die de Stage 3B en 4 motoren vragen zou ver-koop van gebruikte machines naar landen waar de regelgeving omtrent emissies minder stringent is kunnen bemoeilijken. Steeds meer fabrikan-ten bieden daarvoor een oplossing. Zo voorziet JCB al haar dealers van de technologie om het SCR-systeem te verwijderen, de druk van de brand-stofinjectie te verminderen en het motormanagementsysteem te kalibre-ren.Volvo levert een ombouwset zodat de motor ook geschikt kan worden gemaakt voor zwavelhoudende brandstof. Met deze ombouwset kunnen de Volvo machines ook verkocht worden in landen met zwavelhoudende dieselolie, waar de emissie-eisen minder streng zijn.

EXPORT VIA OMBOUWSETS

www.bouwmachines.nl5