Traktörde motor değişimleri çiftçi için ne ifade ediyor? Bu değişimle ne amaçlanıyor?

Türkiye’de tarım sektörünü ilgilendiren önemli bir değişime yer ayırmak istedim.

Emisyon değerleri açısından motor değişimi neden gerekli ve ülke olarak bizi buna mecbur kılan sebepler nelerdir?

İşte tüm bunları biraz teknik hususlara değinerek ama işin mantığını da kavramak açısından tarım sektörünün önemli bir ismi olan sayın Zekai Kutan ile yaptığım söyleşi ile sizlere
aktarmak istedim.

SAYIN ZEKAİ KUTAN RİCA ETSEM KENDİNİZİ TANITIRMSINIZ?

Orta Doğu Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümünde Lisans ve Lisansüstü eğitimimi tamamladıktan sonra 1976 yılında girdiğim Tümosan firması ile traktör sektöründe çalışmaya başladım. Daha sonra sırasıyla Hema traktör, John Deere,Hattat,Hattat Tarım,Şahsuvaroğlu ve Hasel firmalarında Mühendis yönetici,Yönetim Kurulu üyesi ve Danışman olarak görev yaptım. Halen bir İtalyan firmasının traktör konusunda Türkiye danışmanı olarak görev yapmaktayım.

SORU: EGZOS EMİSYON DEĞERLERİ NE ANLAM İFADE EDİYOR? EURO 1.2.3 VEYA FAZ 1.2.3 NE DEMEKTİR?

Dünyada içten yanmalı motor kullanan araç sayısı her geçen gün hızla artmakta ve çevre kirliliğine yol açmaktadırlar. Araç sayısında ki bu büyük artışın getirdiği kirliliği azaltmak için ivedi bir çözüm olarak egzoz emisyonlarına standartlar getirilmesi kararlaştırıldı. Bu standartlar kirlenmeyi giderek daha fazla sınırlayacak şekilde kademelendirildi. Traktörlerde bu kademeler güç aralığına göre ayrı ayrı tariflendi.

Egzos emisyon kontrolü ile ilgili ilk değerlendirmelere 1970 ve 1980 yıllarında başlandı zamanlar önem verilen egzos gazındaki karbondioksit ve yanmamış hidrokarbonlar idi. Zaman içerisinde yanma veriminin yükseltilmesi ile yakıtın daha iyi yanması sağlandı ancak bu defa yanma sıcaklıklarının artması neticesinde ortaya önemli bir sorun olarak nitrojen oksit(NOX) çıktı. Bugün uygulanmakta olan egzos emisyon standartları çevre ve insan sağlığına zararlı Nitrojen oksit(NOX) ve partikül miktarını(PM) azaltmayı hedeflemektedir.

-NOx (Şehirlerde hava kirliliği ve asit yağmurları sebebi)

-PM (Astım, Akciğer kanseri gibi hastalıklara yol açma sebebi)

Egzos emisyon standartları kademeli olarak uygulamaya geçilecek şekilde takvimlendirilmiş ve aynı standartlar Amerikan (U.S.EPA) ve Avrupa (EU) standartları olarak başlıca iki ayrı tanımlama ile devreye girmiştir.

Bunlar:

Avrupa Standardı / Amerikan standardı

Stage 1 / Tier I

Stage 2 / Tier II

Stage 3A / Tier III

Stage 3B / Tier IV Interim

Stage 4 / Tier IV Final

Nitekim 1996 da ilk defa Stage 1 olarak devreye giren standarttan itibaren aşama aşama bugün uygulanan Stage 4 standardında NOX ve PM ortalama olarak % 90-95 oranında azaltılmıştır. Bir sonraki aşama olarak uygulanması istenen Stage 5 ağırlıklı olarak PM oranını daha da düşürmeyi hedeflemektedir. Ülkemizde emisyon seviyeleri Faz 1,2,3A,3B ve Faz4 olarak adlandırılmaktadır.

SORU: AVRUPA VE TÜRKİYE’DE YÜRÜRLÜKTE OLAN MOTOR SEVYELERİ NELERDİR? FAZ 3A’dan FAZ 4’E GEÇİŞ SİZCE NE ZAMAN GERÇEKLEŞECEK?

Avrupa’da şu anda Stage 5 yürürlüktedir. Türkiye’de ise Faz 3A veya Stage 3A yürürlüktedir.

Herhangi bir değişiklik olmadığı takdirde 56 kW motor gücünün altındaki traktörler 01.10.2020 tarihinden itibaren faz 3B’ ye; 56kW üstündeki motor gücüne sahip traktörlerde ise 01.10.2021 tarihinde Faz 4’e geçmek durumundadırlar. Yine yürürlükte olan yönetmeliğe göre 01.10.2018 tarihinden sonra yerli üretim için müracaat edecek firmaların Faz 3B ve Faz 4 olarak traktör üretmeleri gerekmektedir.

SORU: TÜRKİYE OLARAK EMİSYON SEVYELERİNDE Kİ DEĞİŞİME UYMAK ZORUNDAMIYIZ?

Birçok ülke emisyon değerlerini azaltmayı amaçlayan Kyoto Protokolü’nü onayladığından, motorlu araçlara getirilen emisyon sınırlamaları AB ülkelerinin ardından,2009 yılından itibaren ülkemizde de zorunla hale geldi. Ülkemiz ve Avrupa Birliği arasında imzalanan Gümrük Birliği ve Ortaklık Konseyi kararları gereği uyumlaştırılacak mevzuatlar kapsamında Motor emisyon düzeylerini belirleyen yönetmelikler Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından düzenlenmiş ve Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe girmiştir.

Emisyon seviyelerine uyumun bir taraftan çevre sağlığı açısından ve diğer taraftan motor teknolojisindeki yeniliklerin benimsenmesi açısından yararları söz konusu olmakla beraber motor ve dolayısıyla traktör maliyetlerinin artması traktör fiyatlarını kaçınılmaz bir şekilde yükseltecektir. Özellikle Faz 3A seviyesinden Faz 3B ve Faz 4’e geçişte bu daha belirgin olacaktır.

Diğer taraftan bu emisyon seviyelerine geçiş uygulanmasa idi Emisyon seviyesi olmayan(0 motor olarak da adlandırılıyor) traktörlerin ihraç edilebileceği bazı Afrika ülkeleri dışında emisyon seviyeli yönetmeliğe geçmiş ülkelere ihracat yapabilme şansı kalmayacaktı. Hatta bizden daha ileri faz seviyesindeki Avrupa ülkelerine ihracat yapan yerli traktör üreticisi firmalar ihracatlarını devam ettirebilmek için şimdiden tedbirlerini almak zorundadırlar.

SORU: TEKNİK AÇIDAN MOTOR DEĞİŞİKLİKLERİ NEYİ İFADE EDİYOR?

Motorda yapılan değişiklikler ve etkileri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

1.Yanma verimini düzeltici ve egzos gazlarını indirgemeye yardımcı motor üzerinde yapılan değişiklikler:

-Common Rail motorlarlara geçiş. Yüksek basınç(2200 bara kadar) altında yakıt enjeksiyonu ile yakıtın tamamen atomize edilmesi sonucunda daha tam ve çabuk yanma sağlanarak yanma
verimi artırılır.

-Enjeksiyon zamanlamasının daha hassas yapılması. Elektronik olarak kontrol edilen enjektör selenoidlerin daha hızlı reaksiyon vermesi ile daha hassas enjeksiyon zamanlaması sağlanır.

-Elektronik Motor güç Kontrolu. Motor parametrelerinin sensörler ve diğer kontrol üniteleri yardımıyla optimize edilmesi motorun geniş bir aralıkta yanma verimini muhafaza etmeye ve yanma sonrası egzos gazları ve partikülleri indirgeyici sistemlerin hassas bir şekilde kontrolunu sağlar.

Elektronik Motor Kontrol sistemlerinin traktörlere uygulanması birim hacimden elde edilen gücün (Power Density-Güç Yoğunluğu) artmasını sağlamıştır.

Dizel motorlardaki güç yoğunluğu turbosuz eski tip motorlara göre % 200 hatta % 300 oranında artırılmıştır.

-Yanma odasında ve silindir kafasında yapılan iyileştirmeler:

Karşı Geçişli Silindir Kafası

Bu uygulama ile hava girişinin bir tarafta egzos çıkışının karşı taraftan olması ile soğuk ve yoğun hava girişinin ısınması engellenir. Böylece güç ve performans muhafaza edilir.

4 Süpaplı Silindir Kafası

4 süpap uygulaması ile artırılmış olan hava girişi yanma odasındaki dönü hareketini iyileştirerek yakıt ve havanın daha iyi karışmasını sağlar.Bu da yanma veriminin artması ve istikrarlı bir güç sağlar.Bu uygulamada ortaya yerleştirilmiş enjektörler atomize edilmiş yakıtı daha iyi dağıtarak temiz bir yanma ve düşük emisyon sağlar.

-Kapalı Karter Havalandırması

3B seviyesindeki motorlarından itibaren kullanılmaya başlayan bu sistem motor içerisindeki temiz olmayan karter gazlarının karter havalandırmasından atılmasından evvel bir santrifüj yardımıyla yağ damlacıklarından ve kurumdan temizlenmesine yarar. Yağ ve kurum santrifüj separatör ünün alt tarafından kartere geri döndürülür. Santrifüj separatörün tahriki motorun basınçlı yağ sistemine bağlanarak sağlanır.

-Farklı tip gelişmiş turboşarj uygulaması

Yeni değişken geometrili turboşarjlar motor devrindeki değişimleri ve güç ihtiyacını otomatik olarak düzeltir. Bileşik veya kademeli turboşarjlar stage 3B ve 4 şartlarını sağlamak için kullanılırlar. Bu yöntemle tek kademeli turboşarjlara göre çok daha yüksek basınç sağlanarak yanma verimi artırılır ve emisyonu artırmadan daha fazla güç elde edilir.

(Çift turboşarj,değiken geometrili turboşarj gibi) ile yakıt hava karışımının daha hassas ayarlanması

2.Yanma sonrası(After Treatement) NOx ve PM indirgeyici stratejiler:

Motor üretici firmaları her emisyon kademesinde farklı uygulamalar ve stratejiler izlemişlerdir.

İki ana strateji şunlardır:

-EGR(Exhaust Gas Recirculation ) sistemi

-SCR(Selective Catalytic Reduction) sistemi

EGR SİSTEMİ

Bu sistem, egzos gazının belirli bir oranda tekrar silindirlere gönderilmesi esasına dayanır. Böylelikle temiz havanın bir kısmının yerini egzos gazındaki karbondioxit alarak azalan oksijen nedeniyle yanma sıcaklığı azaltılmış olur. Bu da ortaya çıkan NOx miktarını azaltır. Sirküle edilen egzos gazının yanma hücresine iletilmesinden önce ayrıca soğutulması ve motor kontrol ünitesi tarafından yönetilen bir akış kontrol valfi(EGR Valve) yardımıyla elektronik olarak debisinin ayarlanması en ideal yanma verimini sağlar. Egzos gazının ayrıca soğutulması yanma verimine yardımcı olduğu gibi yakıt tüketiminin artmasına da engel olur.Bu sistem NOx seviyesini düşürmekle beraber bu defa partikül miktarının artmasına sebep olur. Artan PM ise ayrı bir Dizel Partikül Filtresi(DPF) kullanılarak düşürülmeye çalışılır.

EGR sisteminin verimli çalışabilmesi için genellikle Değişken Geometrili Turboşarj(VGTVariable Geometry Turbocharge) ünitesine gerek duyulur.

DPF/Dizel Partikül Filtre Sistemi (Diesel Particulate Filter System)

Yüksek güçteki motorlarda Tier 3 seviyesi üstü için egzos gazındaki partiküller bu filtre yardımıyla tutulur. Bu bal peteği formundaki seramik filtreler değerli bir metal katalist ile kaplanmıştır. Tutulan partiküllerin büyük bir kısmı Normal çalışma şartlarındaki egzos sıcaklığı tutulmuş olan partiküllerin büyük bir kısmını DPF in içerisinde yakarak yok etmeye yeterlidir.

Ancak rölantide çalışma, soğuk çalıştırmalar ve hafif yükler PM birikmesini hızlandırabilir. DPF geri basıncı artıracak kadar dolduğunda, motor elektronik yönetim sistemi(ECM) DPF içerisine bir miktar dizel yakıtı enjekte eder ve sıcaklığın artması ile birikmiş partiküllerin yanmasını sağlar. Bu işleme Rejenerasyon(Regeneration) denir.

Sözkonusu rejenerasyon 2 farklı şekilde yapılabilir:

Pasif Rejenerasyon (Passive Regeneration)

Pasif rejenerasyonda sürücü müdahalesine gerek kalmaden rejenerasyon otomatik olarak yapılır. Bu yöntem DPF filtresinde biriken partiküllerin oksidize edilerek yakılmasıdır. Daha yüksek sıcaklıklar gerektiren aktif rejenerasyondan farklı olarak bu sistemde normal egzos gazı sıcaklıklarında ve azot oksit (NO2) katalizör olarak kullanılarak partiküller yakılarak elimine edilir. Bazı motorlarda sadece pasif rejenerasyon varken bazılarında her iki sisteme ihtiyaç duyulmaktadır.

Aktif Rejenerasyon (Active Regeneration)

Aktif Rejenerasyonda bir ikaz ışığı yanarak sürücüyü rejenerasyon sistemini aktive etmesi gerektiğini hatırlatır. Bu yöntemde geçici olarak egzos gazı sıcaklığı artırıldığı için etrafta yanıcı maddelerin bulunduğu ortamlarda çalıştırılmaması gerekir. Belirli bir süre sonunda tam olarak yanmayan partiküller filtrenin temizlenmesi veya değiştirilmesini gerektirir. EPA yönetmelikleri 175 HP üstü motorlarda temizlikler arasında en az 4500 saatlik bir süre öngörmekte; 175 HP altındaki motorlarda ise bu süre 3000 saat olarak öngörülmektedir.

DPF sistemlerinde dikkat edilmesi gereken önemli bir husus ise egzos gazındaki dumanı elimine etmesi neticesinde muhtemel motor problemlerinin farkına varılmasını güçleştirmesidir.

DOC/Dizel Oksidasyon Katalizörü (Diesel Oxidation Catalyst)

Motor üreticilerinin kullandığı diğer bir partikül indirgeyici ise egzos gazındaki karbonmonoksit ve hidrokarbonları ve diğer partikülleri filtre içerisindeki bir katalitik kaplama yardımıyla kimyasal olarak karbondioksit ve suya dönüştürür. Bazı motorlarda DOC, DPF filtresi ile beraber kullanılır. Nispeten düşük güçlü motorlarda Tier 4 Final seviyesini tutturmak DPF filtresine gerek kalmadan sadece DOC kullanarak mümkün olabilmektedir.

SCR SİSTEMİ

SCR gelişmiş ve aktif bir emisyon katalitik sistemi olup sıvı bir idirgeyiciyi(Üre) egzos gazına püskürterek emisyon değerlerini düşürmeyi sağlayan bir sistemdir. İndirgeyici sıvı otomotiv tipi üre olup aynı zamanda Dizel Egzos sıvısı(DEF-Diesel Exhaust Fluid) olarak da anılmaktadır. DEF bir kimyasal tepkimeyeyol açarak NOX gazını Nitrojen, Su ve nispeten küçük miktarlarda karbondiokside çevirerek egzostan atar.

SCR teknolojisi NOX gazı indirgeme reaksiyonlarını oksidize edici bir ortamda yapmak üzere tasarlanmıştır. Bu yapısıyla SCR sistemi egzos emisyon seviyelerini düşürmede hem maliyet hem de yakıt tüketimi açısından avantajlıdır. Bu sistem NOX gazlarını % 90 oranında azaltırken HC ve CO gazlarını da % 50-90 arası azaltmaktadır. Partikülleri(PM) ise % 30-50 arasında azaltabilmektedir.

PM lerin daha da azaltılması için SCR sistemleri bir DPF filtresi ile veya DPF+DOC ile kombine edilebilmektedir.

DEF yani üre sıvısı ticari olarak Avrupa’da Adblue olarak da adlandırılmaktadır. DEF’in emisyon sisteminin ayrılmaz bir parçası olduğu düşünülürse ayrı bir tankla traktör üzerinde taşınması gerekir. Tankın tam boşalmasından önce derhal DEF takviyesi yapılmalıdır. Aksi takdirde sistem traktörün çalışmasını engeller.

SORU: YENİ EMİSYON SEVYELERİNİN YAKALANMASI İÇİN MOTORDA YAPILAN DEĞİŞİKLİKLER TRAKTÖR FİYATLARINI NE YÖNDE ETKİLEYECEK?

Özellikle 3A seviyesinden 3B ve 4 seviyelerine geçişte motor fiyatlarındaki artış traktör fiyatlarını oldukça artırıcı yönde bir etkisi olmaktadır. Bu motor üreticisi firmaların farklı uygulamalarına bağlı olarak değişkenlik göstermekle beraber Faz 3A dan Faz 4’e geçişte motor fiyatlarında % 100 e kadar bir artış beklenebilir. Bunun traktör fiyatlarına yansıması ise traktör üreticisi firmaların inisiyatifindedir.

Motor üreticisi ve traktör üreticisi firmaların Faz 3A, Faz 3B ve Faz 4 seviyelerine geçişteki farklı uygulamaları aşağıdaki gibi sıralanabilir: Üretici firmalar 3A,3B ve 4 emisyon seviyelerini sağlayabilmek için farklı sistemler uyguladıkları gibi aynı emisyon seviyesinde motor büyüklüğü ve gücüne göre de farklı uygulamaları olmaktadır. Bunlar:

-Düşük güçlerde cEGR(Soğutmalı),büyük güçlerde SCR uygulaması

-CR motorlarda farklı basınç değerleri uygulaması

-Farklı Turboşarj uygulamaları

-Farklı DPF ve DOC uygulamaları

-Farklı rejenerasyon uygulamaları

STAGE 3A UYGULAMASI

-Düşük motor güçlerinde CR motor kullanmadan sadece iEGR(Internal EGR)kullanılan uygulamalar

-1200-1400 Bar CR motor kullanımı ile EGR sisteminin kullanılmadığı uygulamalar

STAGE 3B UYGULAMASI

-Interim Tier 4 olarak da adlandırılan bu emisyon seviyesinin NOx da % 50,PM de % 90 bir azaltma öngörmesi 3A seviyesine göre motor gücüne bağlı olarak firmalar EGR veya SCR teknolojilerinden birini seçmek durumunda kalmışlardır.

-Bazı üreticiler 75 kW altı cEGR,üstünde ise SCR sistemi kullanmaktadır.

-3A seviyesinden itibaren cEGR sistemini kullanan bazı üreticiler ise cEGR kullanmaya devam etmeyi tercih etmiş ancak ilave olarak DOC+DPF katalizör ve filtre sistemlerini kullanmışlardır.

-Bazı üreticiler ise SCR+DOC+DPF kullanmışlardır.

-Yüksek güçlü motorlarda verimli bir EGR uygulaması için genellikle VGT(Variable Geometry Turbocharger) turboşarj ve DPF kullanımı gerekmiştir. VGT turboşarjlar EGR yi sağlayabilmek için egzos manifoldu basıncını duruma göre artırarak emme manifoldu basıncından yüksek tutar.

STAGE 4 UYGULAMASI

Bu egzos emisyon seviyesinin NOX gazını daha fazla indirgemeyi öngörmesi(% 80 azaltma)hem yanma kontrolu ve hem de yanma sonrası egzos gazınde indirgemeyi gerekli kılmıştır. Hemen tüm motor firmalarının mutabık kaldığı gibi bu emisyon seviyesinde SCR sisteminin kullanılması EGR sistemi ile beraber veya EGR olmaksızın şart olmuştur. Üretici firmalar bu konuda farklı yaklaşımlar benimsemiştir.

-56 kW üstü motorlarda yüksek CR basıncı(2000-2400 bar) uygulaması PM yi büyük ölçüde azalttığı için DPF ye gerek kalmamaktadır.

-SCR nin yanı sıra bazı üreticilerin ilave olarak EGR kullanmayı tercih etmelerinin bir nedeni de SCR sisteminin gerektirdiği Add Blue kullanımını azaltabilmektir.

-Bazı motorlarda DOC ile beraber DPF kullanılmakta iken küçük motorlarda Stage 4 ün şartları DPF olmaksızın karşılanabilmektedir. Bu da DPF filtre sisteminin gerektirdiği rejenerasyon veya bakım yükünden kurtarmaktadır.

SORU: VE SON OLARAK TRAKTÖR SEKTÖRNÜ NASIL DEĞERLENDİRİRSİNİZ VE SEKTÖRE TAVSİYELERİNİZ NELER OLUR?

2019 yılı ve sonrasındaki birkaç yıl traktör sektörü açısından pek verimli geçeceğe benzemiyor.2019 yılı toplam satışlardaki % 60 bir daralma sektör için alarm verici bir durumdur. Üretici firmalar ekonomik şartlar nedeniyle pazardaki böyle bir daralmayı öngörmüş olsalar dahi durum pek değişmezdi. Birkaç istisnası dışında sektördeki yerli üreticiler yüksek seyreden talep nedeniyle rehavete kapılmışlar ve ödevlerini gereği gibi yapmamışlardır. Bunlar:

-İç ve dış satış dengesini kuracak şekilde ihracata yeterince ağırlık vermede geç kalmak.

-Pazarlamaya gerektiği önemi vermemek hatta satış ile pazarlamanın aynı şeyler olduğu hatasına düşmek.

-Sürdürülebilir, kârlı büyümeyi gözetecek stratejiler geliştirmeye zaman ayırmamak.

-Emtialaşmış bir pazarda yani birbirine benzeyen ürünlerle sadece fiyat üzerinden rekabete girmek yerine rekabetçi müşteri avantajı oluşturacak ürün geliştirme, marka değerini yükseltme gibi konularda yetersiz kalmak.

-Bayi ve servislerin eğitimi, geliştirilmesi gibi konularda yetersizlik. Bütün bu olumsuzluklara rağmen üretici firmaların bu dönemi bir fırsat olarak görüp eksikliklerini tamamlama ve yukarıda saydığım hususlara ağırlık verme konusunda yapabilecekleri çok şey var. Birkaç husus saymak gerekirse:

-Özellikle yerli traktör üreticisi firmaların yöneticilerinin dünyadaki büyük üretici markaların stratejilerini, üst düzey yöneticilerinin vizyonlarını yakından takip ederek ufuklarını geliştirmeleri gerekir. Bu tür bilgilere ulaşmak zor değildir.

-Yıllık kısa vadeli hedeflerin yanı sıra uzun vadeli büyüme hedeflerine ulaşmayı öngören iş modelleri geliştirmek ve denetlemek önemlidir.

-Ürün geliştirme stratejisi başarılı bir traktör operasyonunun en önemli bir unsurudur. Bunun doğru yönetilmesi firmanın pazar payı ve karlılığını çok yakından etkiler.

-Yan sanayi firmaların kolunu bükerek sürekli fiyat indirimine zorlayarak maliyet düşürme kolaycılıktır. Kaldı ki artık kaliteli yan sanayi firmalarının birçoğu üretici firmalarla boy ölçüşecek büyüklüğe ulaşmışlardır. Lojistik giderleri, garanti kapsamındaki giderler ve geri dönüşü zayıf veya olmayan gereksiz yatırımlar eşelenmesi gereken madenlerdir.

-Son olarak müşteri profilindeki değişimler ve bunun paralelinde ortaya çıkan yeni özellik talepleri çok hızlı bir şekilde gündeme girmektedir. Üretici firmaların bunlara ağırlık vermek yerine kısıtlı olan kaynaklarını eski ürünlere yatırım yaparak harcamaları doğru bir strateji sayılmaz.

Traktör sektörü bir paradigma kaymasının içindedir. Bunun farkında olmayıp eski usullerde ısrar edenlerin yaşama şansı olmayacaktır. Deyim yerindeyse ‘Hiçbir şey artık eskisi gibi olmayacaktır.

Önemli katkılarından dolayı sayın Kutan'a tekrar teşekkür ediyorum.

Bu değişimlerin sebebi ve sektörde yer alan kavramların izahına yönelik kısa ve bilgilendirici bir yazı olduğunu düşündüğüm bu yazım umarım hem kullanıcı hem de sektör açısından faydalı olmuştur. 

YORUM EKLE