尽管有很多这些天关注等替代电力系统电池和燃料电池,内燃机将继续在重型应用程序中发挥着重要的作用。因此,有必要对制造商继续发展他们的设计来优化性能和减少排放。
“世界上几乎每一个地区的空气污染法规或者发展他们,”Gregory水斗式说高级经理-销售和应用工程建设、工业和农业MTU美国公司。“这些越来越严格的排放法规要求的部署新的或优化技术。”
MTU,像大多数发动机制造商,已经开发了一个双重认证平台引擎满足欧洲舞台V和美国层4最终排放法规,同时提供一个较小的监管领域的解决方案。第五阶段是越野的迄今为止最严格的监管设备行业;开发引擎它满足以及其他地区法规简化了安装和设计成本的灵活性为OEM客户,向他们提供各种排放规定使用相同的引擎。
MTU 1000系列,1100年、1300年和1500年与dual-certification引擎可用用于多个全球市场。
MTU美国公司。
开发这些双重认证引擎需要整个引擎的优化方案,水斗式说。持续优化的发动机和后处理系统启用减少燃料消耗以及服务时间间隔长,为客户提供更多的好处。这些类型的优化努力也将必要引入行业新规定时,他说。
尼克块、导演、全球营销和销售,约翰迪尔电力系统(jdp)说,利用公司的经验,完善的技术开发多年来艾滋病引擎优化。他说jdp集中努力的领域包括改善包大小,降低整体发动机重量,和新一代的电子控制系统集成,提供更大的功能。
“未来,我们预计将会有一个完全的新一代发动机电子控制系统,将更有能力,”他说。“一个趋势我们知道在未来几年将继续发展不依赖物理传感器作为发动机控制单元继续变得更先进,使更大的发动机控制和诊断性能。”
块说jdp使用新一代发动机控制单元(ECU)的13.6 l发动机;新的ECU利用先进的基于模型的控制,提高可靠性和瞬态控制。
约翰迪尔的13.6 l发动机特性下一代ECU利用先进的基于模型的控制,提高可靠性和瞬态控制。
约翰迪尔电力系统
技术提高了性能
效率是一个关键领域,许多制造商集中他们的设计工作。块jdp说这包括寻找方法提高燃油效率。这样做,它是解决燃烧和空气处理效率,以及管理摩擦损失通过利用先进的建模技术。
13.6 l发动机,jdp用全新的方法;从头设计发动机更好的使该公司解决的许多地区,想要改善。”的目标之一,项目管理缸内效率,”他说。“我们设计这台发动机点火压力,以适应快速增加燃油消耗,减少热损失,从而导致增加的性能。”
“我们认识到,如果我们想使我们的交通更可持续的,我们需要提高发动机的效率,”劳伦斯说,业务发展的执行副总裁,忠实的朋友。
忠实的朋友力量正在评估对置活塞引擎的使用。虽然不是一个新概念,弗洛姆说,以前认为虽然对置活塞技术是更有效的比传统引擎将是一个挑战,以满足现代的排放标准。然而,该公司发现它是相反的;他说这项技术是清洁除了更有效率。
他解释说,在传统引擎,有一个活塞,在气缸来回走。但在一个对置活塞引擎,每个汽缸都有两个活塞。活塞冠形成燃烧室。“有很多好处,架构,”他说。
不再是一个汽缸,效率可以提高因为热量损失通常与气缸盖消除。弗洛姆说,在传统发动机气缸盖变得非常热,需要激进的冷却,和所有的热量是能量的浪费。“我们可以采取更多的能源燃料和把它变成有用的工作,”他说。
忠实的朋友力量正在开发一个先进战斗引擎的美国陆军双打其他引擎的动力单元密度。
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研究显示一个对置活塞引擎可以13 - 15%的效率由于减少热损失和其他好处,他说。
忠实的朋友目前有几个主要项目工作,其中之一是开发一个先进的美国陆军战斗引擎。弗洛姆说电源组density-how太多的权力可以放到一个单位是军队的主要标准。整个引擎系统包括发动机本身,燃油系统和冷却系统电源组的一部分,因为它都需要在护甲。
弗洛姆表示,它正在开发的发动机与康明斯公司双打其他引擎的动力单元密度。“我们有一个更小的发动机,一个较小的冷却系统,因为我们更有效率,我们有一个较小的燃油系统,”他解释说。”,使我们能够提供电力单位体积的两倍。”
这是重要的战斗车辆,因为它可以移动和加速更快和更容易爬小山,所有这一切使其更容易参与和躲避敌人。
没有一个汽缸,热损失最小;热消耗大约30%小于传统的引擎,弗洛姆说。这意味着冷却系统大小可以减少约30%,这有助于减少空间要求发动机系统。发动机本身也更小,同时提供更由于是二冲程发动机功率密度。“我们得到一个动力冲程发动机每缸革命本质上是更多的功率密度比传统引擎。”
扩大燃料的选择
放荡的消防工程目前正在开发反对自由活塞发动机技术它取代了曲轴与软件控制。这样做会让每个燃烧事件使用实时运行最优压缩比控制。这将使发动机更清洁和更有效率,首席执行官山姆Cockerill说放荡的消防工程。
它还将使一个化石自由的未来。特别是,它将允许使用可再生燃料乙醇和甲醇。使燃料像汽油和柴油价格昂贵和能源效率低下。“简单分子乙醇和甲醇,很容易做的,成本效益,更节能,并降低温室气体的影响,“Cockerill说。
然而使用这些可再生燃料,他说有一个更大的需要更多微妙的压缩比,今天的引擎是无法做到的。放荡的希望解决这个问题通过使用软件代替曲轴本质上是一块巨大的无法控制的金属。“我们把自由选择你的压缩比每一个周期的燃烧工程师,这样他们就可以做出更好的引擎可再生燃料,“Cockerill说。
使更大的压缩比控制提供了更大的灵活性在类型的燃料引擎制造商可以使用。
放荡的消防工程
他指出这是一个挑战工程师一直试图与多个设计克服了好几年,但产生电力的同时保持活塞运动控制遇到了麻烦。电力电子技术的进步,嵌入式控制和磁性材料近年来,然而,提供了新的机遇。
浪荡子结合电气组件以及控制硬件和软件为平台引擎开发者可以使用命令压缩比逐周期,正如他们今天与燃料和点火。”通过该平台燃烧技术环境的一部分,开发人员可以使用快捷键自由活塞发动机产品的开发,年,可能多达十年,“Cockerill说。
这意味着它有可能带来或者推动引擎市场更快,帮助制造商和最终使用客户提前实现减排目标。“如果你更换曲轴与线性电机,这是一个灵活燃料发动机,”他说。虽然有一些方面仍需要考虑材料的兼容性等燃油管和喷油器的选择,一般有控制压缩比使燃料灵活性。
这反过来意味着一个引擎可以用来运行在未来环保燃料乙醇和甲醇铺平道路,同时向后兼容在今天使用的燃料。Cockerill说这种灵活性解决“鸡和蛋”的问题,面临新的引擎设计专门为新燃料。
他说有很多兴趣放荡的重型和越野的引擎的技术应用。这是因为电池动力独自的解决方案将不足以实现减排目标的大小,重量和功率密度,以及在很多情况下缺乏充电的基础设施。因此,内燃机和使用替代燃料的能力将在这些应用程序是必要的。“可再生燃料和内燃机,今天的工作,”他说。“我认为他们将是未来的一个重要部分”。
许多承认的重型应用程序将是困难的,需要的混合选项脱碳工业。
请听我们的播客采访山姆Cockerill放荡的消防工程,了解更多关于公司的技术。
满足当前和未来的排放法规
减排对制造商将继续是一个颇受关注的领域,他们和他们的客户尽量减少环境影响在未来几年。世界各国政府也实施严格的碳减排目标将需要oem和发动机制造商设法进一步降低排放。
最新的排放规定主要集中在重型工业和市场,如第二阶段温室气体(GHG)标准的中型和重型车辆通过模型2027年在美国然而,许多业内人士预计类似的规定从行车将使它成为越野的市场在未来的某个时候。
“工业排放法规通常为后续越野铺平了道路标准,“水斗式说。“第二阶段温室气体标准是一个很好的例子,大多数业内人士预计,在越野设备。它将成为整车优化柴油机本身玩只有一部分总解决方案。这将需要更强大的伙伴关系与我们的OEM客户我们将不得不进行更密切的合作生产产品要求由用户和任何条例到位。”
弗洛姆说的一大优势忠实的朋友的对置活塞发动机设计是能够减少氧化氮(氮的氧化物)的排放将是有益的,和越野的设备制造商。“加州刚刚通过NOx排放氮氧化物减少行车车辆要求另一个90%从2027年开始,”他说。“他们说他们现在要专注于越野作为他们的下一个地区低NOx看看。”
忠实的朋友力量的10.6 l重型柴油机Peterbilt 579卡车将在加州的舰队服务在2021年晚些时候。
忠实的朋友电力公司。
减少氮氧化物,他说有必要迅速得到选择性催化还原(SCR)系统尽可能热确保只无害的氮气和氧气来自汽车的尾气。对置活塞引擎能够实现这一目标,因为它有很高的热焓的催化剂而实现低发动机氮氧化物。“我们可以这样做的原因是对置活塞发动机,我们摄入端口的一侧发动机和排气端口在另一边。这是打开和关闭端口的活塞运动。这港口时间允许我们以缸在一个方向上。首先排气端口打开,排出去了,摄入的端口开放,我们把新新鲜空气,港口关闭,我们压缩和点燃,”弗洛姆解释道。
“我们可以动态地改变多少废气缸我们离开,”他继续说。“当我们需要生成焓,我们进入我们所说的催化剂光模式,我们降低流过引擎。”
最大化的废气量保持在油缸使它越来越热,因为它坐落在气缸;温度越高,更好的是快速光催化剂。弗洛姆说因为这个废气已经燃烧,它的内部废气再循环(EGR)通常用于减少氮氧化物。而传统引擎将泵废气,对置活塞引擎能够减少这种额外工作通过其动态控制气缸的气体和离开它。“我们有发动机测功器现在我们测量能力满足2027加州要求减少90%使用传统的后处理系统可用的今天,”他说。
“传统的引擎已经进步了很多在过去的30年或40年,”弗洛姆说。“但是每次我们尝试让他们更少的有害的有限公司2或标准排放,它变得越来越困难,因为我们已经攥紧。我们已经达到了收益递减点;它是越来越贵,让它更好。”
对置活塞引擎尽管,他说仍有继续进步的空间。”对置活塞引擎有内置的优点,使我们能够超越的需要在2027年减少有限公司2和氮氧化物更多。”
块还同意额外氮氧化物削减标准被认为是工业和汽车最终将进入越野的排放规定。“这将影响行业制造商继续跟踪微妙的规定各国同时帮助客户管理必要的转换,”他说。
综合排放控制系统(iec)包含组件直接进入系统,而不是使用一个单独的混合管,使其更具流线型,紧凑。
约翰迪尔电力系统
为了满足这些和其他新的排放法规,阻止说,这将是重要的重点工程努力燃烧技术。“我们需要继续考虑发动机设计元素,如动力油缸缸头,空气系统和燃油喷射参数。这不是一个东西,而是各种各样的系统优化改进。”
管理空气流过引擎将是重要的,,特别是在工业氮氧化物减排标准生效越野的应用程序,他说。提高后处理系统的效率也将是重要的。
公司的综合排放控制系统(iec)是改进的一个例子,可以让一个后处理系统。块表示,它包含了组件直接进入系统,而不是使用一个单独的混合管。改善催化剂和衬底技术允许较小的尺寸,同时减少以前所使用的金属。“这些改进允许一种改进相结合,简化后处理设计更紧凑、灵活、低成本”。
虚拟分析在继续开发工作将发挥关键作用。块表示,允许该公司定义和优化引擎子系统实现性能增强之前创建任何硬件或建筑物燃烧系统。“我们继续探索新的技术,使先进的持续改善柴油机燃烧概念,”他总结道。
