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Aug 29, 2023

EGR- und SCR-Lokomotivsysteme: Was bedeuten sie?

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Verschiedene Möglichkeiten, die aktuelle Emissionsregulierung zu erreichen

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EGR- und SCR-Lokomotivsysteme sind nur zwei Möglichkeiten, wie Lokomotiven die Emissionsvorschriften der US-Umweltschutzbehörde erfüllen, insbesondere Tier 4, Standards, die für neue Lokomotiven gelten, die für den Einsatz in den Vereinigten Staaten gebaut werden. Die Emissionsvorschriften sollen die Menge an Lachgas, Partikeln, Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid im Abgas einer Lokomotive reduzieren.

Es war ein langer Prozess, um Tier 4 zu erreichen, mit verschiedenen Stufen reduzierter Emissionen im Laufe der Jahre, beginnend im Jahr 1997, bis hin zur endgültigen Emissionsstufe. Die unterste Stufe, Tier 0, umfasst Lokomotiven, die zwischen 1973 und 1992 gebaut wurden; Stufe 1, 1993–2004; Stufe 2, 2005–2011; Stufe 3, 2012–2014; und Tier 4 2015-heute.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Tier 4 zu erreichen, wobei Abgasrückführung und selektive katalytische Reduktion die gebräuchlichsten sind. Es ist zu beachten, dass AGR- und SCR-Systeme nur ein Teil einer komplexen Reihe von Motoränderungen und anderen Systemen einer Lokomotive sind, die zusammenarbeiten, um Tier 4 zu erreichen.

In einer mit SCR ausgestatteten Lokomotive ist ein separater Tank zur Aufnahme eines Reduktionsmittels installiert – Harnstoff, ein natürlich vorkommendes Produkt des Stickstoff- und Proteinstoffwechsels, das im Urin/Abfall von Tieren vorkommt. Der Harnstoff wird in das Abgas gesprüht, kurz bevor es in die Katalysatorkammer des SCR eintritt. Der Harnstoff reagiert mit dem heißen Abgas und wird in Ammoniak umgewandelt, das sich dann mit dem Abgas vermischt. Wenn das Gemisch auf die Katalysatoroberfläche trifft, reagiert es und zersetzt die Schadstoffe im Abgas, wodurch die Emissionen gesenkt werden, bevor es aus der Lokomotive austritt. Auch in kälteren Klimazonen muss Harnstoff vor dem Einfrieren geschützt werden. Das Einfrieren schadet dem Harnstoff zwar nicht, verhindert aber seine Verwendung im Motor, bis er wieder flüssig wird.

Die Abgasrückführung entnimmt dem Motor einen Teil des Abgases, senkt die Temperatur des umgeleiteten Abgases und mischt es mit frischer Ansaugluft, um es erneut für die Verbrennung zu nutzen. Diese Lösung wurde von den Güterbahnen gefordert, da sie die Notwendigkeit vermeidet, zusätzliche Flüssigkeiten in den Lokomotiven und in verschiedenen Einrichtungen auf jeder Eisenbahnstrecke zu lagern, wie es SCR erfordert.

Alle neuen Personenzuglokomotiven nutzen SCR-Systeme, um Tier 4 zu erreichen, während Güterzuglokomotiven bisher überwiegend AGR verwenden. Eine kleine Anzahl umgebauter und neu angetriebener vier- und sechsachsiger Güterzuglokomotiven nutzten ein SCR-System, um Tier 4 anstelle von AGR zu erreichen.

Zu den bemerkenswerten SCR-Frachteinheiten gehören die 10-Einheiten-Bestellung von Union Pacific für GP24B von Progress Rail, von Union Pacific GP22T4 genannt, mit Caterpillar 3512C HD-Motoren; Der einzelne GP34ECO von Norfolk Southern mit einem 12-710 EMD-Motor; und Knoxville Locomotive Works KLWX 4400 ACT4, die einen SD70MAC-Kern mit einem Cummins QSK95-Motor nutzte, der in jedem Siemens-Passagier im Einsatz in ganz Nordamerika zu finden ist.

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