Двигатели внутреннего сгорания продолжают строить

Двигатели внутреннего сгорания продолжают строить

Дизельные двигатели продолжают развиваться, чтобы оставаться актуальными, в то время как отрасль усиливает стремление к нулевому уровню выбросов.

Недавняя виртуальная панельная дискуссия напомнила мне, что мы не должны забывать о рабочей лошадке нашей отрасли: старом добром дизельном двигателе. Иногда легко забыть в лавине разработок электромобилей и топливных элементов что двигатели внутреннего сгорания будут по-прежнему приводить в действие большинство тяжелых транспортных средств, как шоссейных, так и внедорожных, по крайней мере, в течение следующего десятилетия. Чтобы еще больше повысить эффективность ДВС во время этого процесса диверсификации трансмиссии, инженеры и отделы исследований и разработок все еще работают  над усовершенствованием двигателя и топлива.

«Для большинства секторов строительной отрасли дизельное топливо является предпочтительной технологией, особенно для крупнейших строительных машин и оборудования», — сказал Аллен Шеффер, исполнительный директор форума дизельных технологий, который организовал виртуальное мероприятие с участием лидеров отрасли. «Энергетическая плотность топлива, способность дизеля обеспечивать высокие потребности в мощности, которые служат функциям строительной деятельности. Но дизельное топливо все еще развивается, и оно будет продолжать развиваться в будущем с еще более низким уровнем выбросов и большей эффективностью».

Эксперты согласились с тем, что декарбонизация таких секторов, как строительство, уже возможна за счет расширения использования низкоуглеродного биодизельного топлива. Рэй Галлант, вице-президент по управлению продуктами Volvo Construction Equipment, подчеркнул, что единого решения не существует. «Таким образом, переход на электрическую батарею для небольшого оборудования — это довольно простой процесс. Мы продолжим это с электрическим топливным элементом, где вы вырабатываете электроэнергию на борту с помощью водородного топливного элемента. Но всегда найдется место для двигателей внутреннего сгорания, использующих альтернативное топливо или топливо с низким уровнем выбросов», — сказал он. «Мы думаем, что в будущем это будет сочетание всех этих вещей».

Директор Cummins по строительному рынку Джереми Харсин дал некоторое представление о реальности того, что многие автопарки все еще используют дизельное топливо на более низких уровнях. «Немного странно до сих пор говорить о продукте уровня 3 [с 2006 по 2011 год]», — сказал Харсин. Из-за долговечности строительной техники на рынке — до трех раз превышающей срок службы дорожных транспортных средств — «эта совокупность Уровня 3 по-прежнему очень актуальна и, безусловно, даст возможность сократить выбросы только за счет естественного оборота автопарка, поскольку мы двигаться вперед."

«Мы загнали себя в узкие рамки по выбросам [выбросы Stage V, но с двойной сертификацией для США и Европы], которые мы называем дизельными двигателями с «почти нулевым уровнем выбросов», — продолжил Харсин. В своих двигателях серии Performance, представленных в 2018 году, Cummins вышла за рамки «просто архитектурных элементов» и начала добавлять более продвинутые функции, такие как технология «стоп-старт». «Это будет репрезентативным для любого нового оборудования, которое будет обслуживать западный рынок», — сказал он.

Топливная система продолжает оставаться важной частью уравнения, сказал Алекс Фрейтаг, директор Bosch по проектированию дизельных систем. «Тенденция, которую мы наблюдаем в отрасли, заключается в многократном впрыске и формировании цифровой скорости (DRS) с помощью впрыска для формирования скорости выделения тепла в двигателях», — сказал он. «Мы также теперь уделяем больше внимания первичным выбросам NOx во время работы в холодном состоянии, поскольку холодная фаза становится все более и более важной. И управление температурой становится одним из ключевых параметров, позволяющих действительно контролировать выбросы при любых условиях».

Одна многообещающая мера, часто применяемая к дорожным транспортным средствам, но также подходящая и для бездорожья, по словам Фрайтага, — это системы на 48 В. «Все думают об улучшении расхода топлива с 48-вольтовыми системами, но это также может помочь с управлением температурой EGT [выхлопных газов]», — сказал он. «Система 48 В может использоваться для увеличения нагрузки и, следовательно, иметь катализатор температуры, который имеет решающее значение для соответствия выбросам».

По словам Джона Гилбека, глобального менеджера John Deere по маркетингу и планированию продукции строительной техники, помимо «обновления продуктов с воспламенением от сжатия», включая использование возобновляемых видов топлива и биодизельного топлива, следует дополнительно изучить потенциальную адаптируемость искрового зажигания в дизельном двигателе. Он отметил, что двигатель с искровым зажиганием расширяет возможности использования возобновляемого топлива и снижает сложность обработки выхлопных газов. Пропан, зеленый водород и этанол - вот некоторые варианты, перечисленные от более низкой к более высокой жизнеспособности, а также гибридизация, где это имеет смысл.

«Есть несколько путей, которые необходимо изучить, чтобы увидеть, что может быть жизнеспособным, где это соответствует инфраструктуре, и, честно говоря, добиться более массового внедрения», — сказал Гилбек. «Мы понимаем, что клиенты не обязательно настроены сказать: «Я хочу использовать два, три, четыре разных типа топлива на своем рабочем месте».

По словам Харсина, лучший путь вперед — это достижение цели нулевых выбросов к 2050 году, что «подразумевает более рациональный и постепенный переход по мере того, как [технологии] обретают смысл». Это достаточно времени для двигателей внутреннего сгорания, чтобы продолжать развиваться и оказывать положительное влияние.

Источник : www.sae.org