目前的尾气标准污染物水平已经被发达国家的立法降至历史低点——和非公路用车辆领域,与发展中国家紧随其后。作为CO2-specific减少已经成为下一个击中的实现在汽车产业中,这些问题已成为美国和欧盟如果,也许更为恰当的时候,温室气体(GHG)立法生效在越野的部门。
此外,继续从最终用户社区关注降低总拥有成本(TCO) /资产的生命周期进一步重视技术,降低燃料成本(通常是最大的成本组件TCO)。在更广泛的温室气体减排技术套件,有共同的技术部门的不可知论者,特别是在动力系统层面,还有专业的技术。
温室气体减排技术套件可以大致分为五个categories-engine,动力系统、车辆/设备、应用程序/流程和燃料。大部分的技术与目前使用的在各种工业和选择越野的应用程序。大规模采用的大部分技术到越野的空间可能会由立法或技术越来越成熟,可靠和成本有效的大规模部署在工业部门。
发动机技术
越野的发动机技术迄今为止一直主要集中在标准污染物减排,氮氧化物(NOx)、可吸入颗粒物(PM)、一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)。会议像层4排放限制消耗大部分的大多数引擎oem的产品开发资源和设备制造商/集成商在过去的五到七年。展望未来,温室气体减排将获得持续的进步在各种发动机空气系统等子系统(涡轮增压),燃油喷射系统,阀火车,燃烧,后处理,配件、冷却、润滑剂、控制、材料和整体尺寸/位移。
改进缸内燃烧将继续减少燃料消耗的一个关键杠杆空气系统,燃油喷射系统,阀火车,活塞碗形状和后处理技术继续改善燃烧的关键推动者。今天,4层系统的典型的燃油喷射系统压力大约是180到200 MPa,但整体注入压力继续向上头与现有250 MPa系统(来自日本电装等公司)和300 MPa系统正在开发。
共轨系统将继续使整体更精确控制空气/燃料混合注射过程在每个事件通过提供更好的控制压力,时间,数量的照片(9 +),调整/控制个人的注射器和注射事件,等等,持续关注减少系统寄生损失。空气系统进行固定,变后掠涡轮增压器(VGTs)——将会继续推动整体压力比向上/国米后与改进的涡轮增压器的效率和冷却阶段。还将看到技术的公司像电动辅助电动VGT /废气门驱动控制,改善和选择性地使用两阶段顺序涡轮增压。
柔性阀与可变气门升程火车时间可在许多路应用程序并将继续被采用到越野的空间。然而,整体阀火车灵活性将最有可能应用程序依赖与变量时间最常见的水平阀火车的灵活性。
更高效率后处理系统将被用作一个推动者减少燃料消耗通过耦合先进废气再循环(EGR)系统(多级冷却,双重循环,等等)和适当的提高进一步优化燃烧。引擎设计将目标更高的峰值汽缸压力能力(240酒吧Pmax +),再加上先进的空气系统,将继续是一个整体的推动者引擎裁员。减少发动机摩擦将是一个优先级,和技术从选择性downspeeding等先进的涂层热喷涂(今天已经使用在选择新的和再生的引擎),类金刚石碳(DLC)、润滑剂粘度的控制,以及其他设计特性(曲柄抵消,环包紧张等)将会实现。的另一个关键领域重点将是寄生损失优化来减少损失冷却,润滑通过选择性的电气化和燃料系统配件,增加使用智能冷却和润滑与实际发动机的需求。
最后,改进控制各种引擎操作变量将发挥关键作用,优化整体燃烧和燃料消耗有关。连续的和基于模型闭环控制技术使更强大的ECU处理能力和先进的传感器将继续被采纳。
在一天结束的时候,没有一个操作变量或技术可能是实现温室气体减排目标的银弹。一个引擎是类似于一个经济;它是一个复杂的多变量系统,大量的交互和权衡。发动机设计和性能工程师使用上述技术上市能够拨打满足排放要求和燃油消耗率的校准目标,同时满足客户期望在市场可接受的价位。
燃料
丰富的天然气在北美和增加其探索的兴趣,世界各地的生产和交易,有一个环境和经济理由使用天然气,电力越野的移动设备。推动基础设施有关的问题时,车载燃气系统包装和资本支出费用存在,全球环境和有利的天然气定价和/或气体采用政策将选择性应用的增长(专用和/或双燃料)建筑设备。
选择展品在贸易展览和小规模的销售订单的压缩天然气(CNG)的建筑设备曾被观察到在过去的两年里,尤其是在中国。当然天然气提供了一个机会来减少tank-to-wheel温室气体排放与柴油,其总体效果仍将继续成为一个函数整个发动机和燃气系统鲁棒性的设计,这将有助于减轻任何问题与甲烷滑。此外,从更广泛的余尔角度来看,进一步温室气体减排实现使用天然气通过减少碳排放强度以及整个供应链,气体的产生(可再生能源和石油)、气体运输(运输和管道和运输),等等。
更便宜的价格在柴油,发达的基础设施比天然气和简化合规排放技术将降低使用其他carbon-intense燃料丙烷选择地区的世界。为推进氢动力燃料电池的应用,特别是在较小的设备如材料处理程序将继续下去。氢燃料电池本身可以由改革从各种碳氢化合物(HC)燃料具有类似tank-to-wheels温室气体强度。任何重要的迁移的燃料电池推进到更广泛的建筑设备仍可能在未来的15到20年。
应用程序
尽管资产及其相关技术构建块可能是有效的,其整体效果从温室气体减排的角度来看仍然是一个函数的有效资产部署和维护,以及如何有效地进行所需的过程。没有发动机和动力系统同样有效的整个运行范围。
今天,一个越野的引擎通常部署到各种设备显著不同的占空比。特定于应用程序的进行校准时,工程师在选择仍然校准操作动力系统优化应用程序的工作周期的关键地区,和任何重大偏离原因在实际使用操作习惯,地形变化或特定站点使用模式将影响整体设备的温室气体排放。
在短期内,操作员培训将继续成为一个重要手段,以确保有效的资产使用。舰队性能监控和工作循环优化技术,现在被用于选择大规模操作,将越来越多的部署重点向最终用户提供最大资产可用性和TCO最低,从而确保在现场级别最低的总温室气体排放。
复杂的车载控制器、OEM和终端用户获得越来越多的设备数据将用于结合改进的相关物理和实证模型组件和子系统性能添加更复杂预测诊断功能。这反过来将使最终用户做出及时的决定关于设备维护。预测诊断组件性能或即将到来的失败将日益恶化是一个工具来限制温室气体排放的增加。
智能设备完全网络化和自主经营,这是一个当前的现实在某些车队在矿业和农业部门和设备,可能会看到选择性采用更广泛的建筑设备行业。随着资产生命周期成本越来越比汽车更重要的购买价格,越来越多的终端用户在世界各地,各种各样的技术,今天销售溢价附加选项或服务将进入更广泛的施工段和作为一个推动者减少温室气体排放的设备。
整个车
在更广泛的车辆水平,减少空转,选择性的轻量化和智能辅助系统电源管理将一些关键温室气体减排技术。空转技术通常范围从基于时间的负载传感发动机转速下降到空闲和multiple-idle设置。启动/停止等技术越来越普遍,成为汽车行业相对成熟,可能会看到在建筑设备行业渗透。此外,选择idle-reduction技术也伴随智能辅助系统电源管理。设备不工作时,使用燃料电池或电APU进行各种辅助功能如出租车暖通空调和电力需求使发动机的设备暂时关闭。
轻量化可能会选择性的基础上部署在越野的部门,和努力将目标在特定领域的例子中,选择发动机零件,设备车身壁板或铸件。虽然减肥不是重型建筑市场的首要任务,修剪重量可以增加有效负载能力等其他添加影响牵引应用程序。
越野的oem的关键挑战拥抱新轻型材料加工和制造相关的,因为行业主要是迎合处理钢。然而,随着越来越多的关注减肥在工业部门,整体的专业供应基地在加工和制造新轻型材料正在增长,这将预示着越野的oem厂商如果更注重轻量化。
的动力系统
展望未来,动力总成系统设计将逐渐集中于一个或多个关键元素,这取决于应用程序/工作周期。首先,增加电力传输组件和系统效率。这将涉及进化效率提升组件级别的组合(泵、马达、变速箱),完整的组件体系结构的变化(例如cvt)和新的动力传动系统配置。其次,确保引擎运行在最优的性能,即效率最高速度为最大可能的持续时间/负载操作点一个特定的工作周期。
能量回收最大化和存储引擎和机器操作的成本效益的方式也将是一个主要的焦点。而混合动力车占20 - 30%的新设备销售最近在选择市场,它仍然是全球建筑设备舰队的一小部分。展望未来,这一比例将继续攀升以及使用电池等存储介质和其他能量回收技术turbo-compounding和飞轮能量回收系统。
最后,回收能量的有效利用将至关重要。引擎,动力系统和机械系统的沟通是确保关键回收能量的有效利用,从而导致减少温室气体排放。使用能量的能力来提高发动机和机械瞬态响应、动力辅助系统,缩小整体引擎组件,甚至决定整个温室气体减排实现。
市场接受温室气体减排技术,将由一个或多个影响因素,如立法、技术成熟度(包括可靠性)和终端用户的购买成本标准。作为全球温室气体排放继续加强相关的立法在相邻领域,技术继续成熟,和(最重要的)终端用户的注意力从主要集中在资本支出TCO-focused,这些技术在建筑设备行业将越来越多地有经济价值除了温室气体减排。
