Nic nekřičí výkon nafty jako štěkot brzdy Jake. Ale společnost stojící za touto technologií brzdění motorem se rychle vyvíjí, aby zajistila, že zůstane relevantní po mnoho nadcházejících let – vyvíjí technologie ventilového rozvodu, které sníží emise a sníží spotřebu paliva.
Výrobce motorů Cummins je přesvědčen, že Jacobs má hrát roli v příští generaci motorů s čistějším spalováním, protože společnost koupil v únoru a již začal masivně investovat do závodu Jacobs‘ Bloomfield, Connecticut, kde zdvojnásobuje výrobu. schopnosti.
Jacobs mezitím postavil předváděcí vůz, který předvede své nejnovější technologie ventilového rozvodu, deaktivaci válců (CDA) a technologii aktivní dekomprese (ADT). Je to také chytrá věc, protože kouzlo se odehrává mimo dohled, hluboko v motoru, a konečným cílem je zajistit, aby zážitek pro řidiče byl bezproblémový.
Demo truck obsahuje spínače, které mohou zapnout nebo vypnout systémy CDA a ADT, takže řidiči mohou zažít aktivaci a deaktivaci obou systémů za stejných provozních podmínek ve stejném vozidle. Monitor v kabině, instalovaný čistě pro demonstrační účely, ukazuje, jak technologie fungují, jak bylo zamýšleno, a poskytuje výsledky z rozsáhlého laboratorního testování a raných fází terénní validace.
Jacobs‘ CDA a ADT jsou navrženy tak, aby fungovaly s jakoukoli značkou motoru, ale předváděcí vůz je tahač International LT625 s dieselovým motorem A26.
„V nadcházejících měsících budeme spolupracovat s celou řadou významných akcionářů užitkových vozidel, abychom naplánovali testovací jízdy, abychom předvedli a předvedli naše nejnovější technologie,“ řekl Steve Ernest, viceprezident pro inženýrství a obchodní rozvoj ve společnosti Jacobs. Redaktoři odborného tisku pro nákladní dopravu byli mezi prvními, kteří zažili technologie během demonstrace 1. listopadu na trati poblíž ústředí Jacobs v Connecticutu.
Deaktivace válce
S dalším kolem federálních emisních norem EPA v pozdních fázích vývoje a nastaveným na implementaci modelového roku 2027 je deaktivace válců považována za klíčový prostředek, který výrobcům motorů umožní splnit přísnější normy NOx.
CDA přeměňuje šestiválcový vznětový motor na motor, který za správných provozních podmínek používá pouze čtyři nebo méně válců, aby se snížila spotřeba paliva, ale také se lépe udržely optimální provozní teploty potřebné pro provoz dodatečné úpravy výfukových plynů při nízké zátěži a při rozjezdu podmínky. Spalování menšího množství paliva samozřejmě také vede ke snížení produkce CO2, takže CDA zaujímá dvojí přístup ke snižování emisí a dodržování předpisů.
Tím je vyřešen letitý problém. Zvýšení teplot následné úpravy za účelem eliminace NOx tradičně znamenalo zvýšenou spotřebu paliva a vyšší produkci CO2.
Když zatížení vznětového motoru klesne pod předem stanovenou hranici, vybrané válce se deaktivují, čímž se za určitých podmínek sníží spotřeba paliva až o 25 %. To také zabraňuje vstupu studeného vzduchu do válců, zlepšuje výkon selektivní katalytické redukce (SCR) na 77% snížení NOx a snižuje emise CO2 o 12%. Přestože se tato technologie na trhu osobních automobilů používá již léta, pro aplikace v užitkových vozidlech musí být zcela přepracována, vysvětlili úředníci.
Jacobs jej testoval na 20 různých platformách těžkých motorů po celém světě a nasbíral více než 27 000 hodin a 200 000 mil testů odolnosti. Nejpozoruhodněji to bylo demonstrováno na programu Super Truck II Ministerstva energetiky USA s Navistarem.
„Jako „in-engine“ technologie může CDA přidat malé náklady na výrobu motoru, ale tyto náklady lze zmírnit snížením velikosti a složitosti systému následné úpravy nebo odstraněním potřeby dalších technologií, které snižují emise,“ vysvětlil Ernest. . „Protože CDA v konečném důsledku snižuje spotřebu paliva a vyžaduje méně údržby než jiná externí řešení určená ke zvýšení teplot následné úpravy, povede to k nižším celkovým nákladům na vlastnictví.“
Jedním z problémů je deaktivace válců, aniž by docházelo k drsnosti nebo vibracím patrným ze sedadla řidiče. Hladkosti chodu šestiválců – jak byl motor navržen k běhu – se nijak nevyrovná, ale při jízdě s deaktivovanými válci jsem žádné další vibrace nezaznamenal.
Nebýt obrazovky nainstalované v kabině pro demonstrační účely, nevěděl bych, že se v motoru něco změnilo. Pokud jde o schopnost CDA lépe udržovat vysoké provozní teploty ve válci pro efektivnější provoz SCR, také by to bylo neviditelné, nebýt stejné obrazovky.
V situacích nízkého zatížení (jsme bobtailovali), s deaktivací válců deaktivovanou, došlo k náhlému poklesu teploty výfuku, sání DOC, sání SCR a výstupu SCR, což vyžadovalo, aby systém SCR pracoval intenzivněji. S povoleným CDA a zabráněním vstupu studeného vzduchu do válců byly vyšší teploty výfukových plynů udržovány po delší dobu, aby se zlepšil výkon SCR.
Jak je to účinné? Nezávislé testování ukázalo, že v cyklech nízké zátěže CDA snížila emise NOx o 86 %, zatímco spotřeba CO2 a paliva klesla o 12 %. Ukázkový vůz při místním testování bez nákladu po městě ukázal, že CDA je aktivní 49 % času, přičemž zahřívání motoru trvá polovinu normální doby a průměrné výstupní teploty SCR se zvyšují o 21,5 C. Na dálnici, tažení přívěsu , CDA byla aktivní 22 % času.
Největší přínosy se projeví v aplikacích zahrnujících časté startování a zastavování, vysoký volnoběh, snižující se náklad nebo prázdné zpáteční cesty.
„Nikdo nejezdí naplno pokaždé, když běží po silnici,“ zdůraznil Robb Janak, ředitel nových technologií společnosti Jacobs. „Netvrdíme, že CDA ušetří spoustu paliva v podmínkách vysokého zatížení.“
Pro maximální výsledky vyžaduje CDA zatížení menší než 30 %. „Chci vidět, co může vozový park skutečně získat, a proto jsme vytvořili toto předváděcí vozidlo, abychom se dostali do vozových parků,“ dodal Janák.
Technologie aktivní dekomprese
ADT šetří palivo zcela jiným způsobem tím, že odstraňuje tvrdost při startování a vypínání motoru a činí funkci automatického start/stop, kterou lze vidět u osobních automobilů, chutnější pro řidiče užitkových vozidel. Všeobecně se očekává, že pro splnění hrozících emisních norem budou vyžadovány systémy start/stop, ale tato myšlenka je děsivá pro řidiče komerčních nákladních vozidel, kteří jsou obeznámeni s drsným „smrtícím rachotem“, který přichází vždy, když je dieselový motor vypnutý.
Provozovatelé vozového parku jsou také opatrní ohledně vlivu technologie na startér, ozubený věnec a opotřebení baterie.
Toto chvění kabiny je výrazně sníženo pomocí ADT, které lze integrovat do více platforem motoru. Jacobs říká, že otřesy motoru jsou pomocí ADT sníženy o 90 % a bylo by těžké argumentovat vzhledem k bezprostřední zkušenosti se systémem aktivovaným a deaktivovaným v předváděcím voze. Atraktivní vedlejší výhodou je, že řidiči budou moci lépe spát bez prudkého startování a vypínání motoru při použití automatického start/stop k udržení nabití baterie při volnoběhu během odpočinku.
ADT udržuje ventily motoru otevřené a válce dekompresní, takže setrvačností dospěje k hladkému vypnutí. Po nastartování je motor udržován v dekompresním stavu, který snižuje točivý moment o 40 % a umožňuje motoru vytočit se až na dvojnásobek normálních otáček pro hladší start. Opotřebení startéru, setrvačníku a dalších součástí je sníženo, což umožňuje použití menších a lehčích baterií, kabelů a startérů, říká Jacobs.
Přináší také výhody při startování za chladného počasí tím, že umožňuje přetočit motor při dekompresi, což umožňuje motoru dosáhnout kritických otáček kompresního zapalování. V kombinaci s přídavnými ohřívači přívodu vzduchu ADT předehřívá válce bez zatížení motoru kompresí, což snižuje úroveň nabití baterie.
„Toto bylo původně zahájeno jako projekt, který po nás byl požadován, abychom zabránili řidiči, aby se probudil, když se motor v noci nastartoval, aby se nabily baterie hotelu,“ řekl Janák. „Vypnutí by řidiče zvedlo z postele. Vyřešili jsme to tímto mechanismem a dostali jsme další požadavky: pomůže to se spuštěním? Neustále jsme to vyvíjeli, abychom zlepšili startovatelnost a vypínání, zbavili se otřesů a také snížili opotřebení.“
Doufáme, že tato technologie umožní použití automatických systémů start/stop ke snížení spotřeby paliva a emisí, aniž by řidiče přitížily drsným vibracím, které jsou obvykle spojeny s těmito starty a zastaveními.
Obě tyto technologie budou v průběhu vývoje uvedeny na trh výrobcům motorů OEM včas, aby byly splněny emisní normy pro rok 2027. Jacobs vyrábí své vlastní systémy ventilových rozvodů, které jsou pak dodávány do OE motoru pro integraci a instalaci na vlastní výrobní linky.
Janak pro TruckNews.com řekl, že výrobci OEM motorů stále čekají, až EPA řekne, že přesně budou vyžadovány pro snížení emisí v modelovém roce 2027, ale že CDA a ADT budou připraveny jim v případě potřeby pomoci tyto cíle splnit.
Zdroj: cktruckmag.com
