康明斯 CDA气缸停用技术在公路测试中节油2.76%
2024年7月16日卡车技术前线消息,康明斯阀系技术(Cummins Valvetrain Technologies)公司宣布,其Jacobs®重型车辆CDA气缸停用(cylinder deactivation)技术的道路测试取得了积极成果。
在Jacobs CDA的第一次SAE J1321标准化油耗测试中,使用满载的比较卡车在北美高速公路上节省了2.76%的燃料。在配送路线上进行的类似测试显示,节省了2%的燃料。
康明斯表示,美国和欧洲即将出台的氮氧化物和二氧化碳排放立法正在推动发动机设计师比以往任何时候都更努力地寻求更高的效率。以2019年为基准,欧盟要求到2030年减少45%的二氧化碳排放,到2035年减少65%,到2040年减少90%。
CDA气缸停用系统使用Jacobs的气门控制,在低发动机负载条件下通过在整个四冲程循环中关闭进气门和排气门,同时停用喷油器,自动关闭选定的气缸。这减少了燃料消耗。
当需要额外的发动机制动时,使用Jake Brake®压缩释放发动机制动器的最新1.5冲程高功率密度®版本,将停用气缸的相同部件复用于提供车辆缓速。
标准污染物排放也减少了,因为CDA在部分负载下提高了排气温度,从而提高了排放后处理系统的效率。CDA还消除了发动机运转过程中的冷却,康明斯的测试还显示,当发动机超速运转时,寄生阻力会减少,从而节省燃料。
这些测试是使用2018年版万国LT625 6×4牵引车单元进行的,该牵引车单元配有13升Navistar A26 450马力柴油发动机和伊顿Endurant 12挡超速AMT变速箱,车辆总重为66000磅。
2023年第四季度,测试进行了12000多英里。卡车通过仪表板开关在CDA激活和未激活的情况下运行了多次。这辆卡车在高速公路上的平均速度为51英里/小时,在配送路线上为38英里/小时。
每次运行时,测试卡车都会伴随着一辆可比的对照车辆,并记录其燃料消耗,以提供一个基线来解释天气和交通状况等外部因素造成的变化。
Jacobs报告称,2020年在基于测功机的实验室测试中,发动机在怠速模式下的初始燃油经济性提高了20%。在同一实验室测试中,2018年后处理系统在低负荷循环中记录到氮氧化物减少了77%。虽然氮氧化物排放测试不是最新测试的重点,但康明斯预计,由于CDA热管理的好处,氮氧化物性能将进一步提高。
CDA减少了主动气缸(active cylinders,活跃气缸)的数量,以满足驾驶员的实时扭矩需求。主动气缸具有更高的负载和温度,而非主动气缸则减少了寄生损失。剩余主动气缸中减少的气流和空燃比有助于将排气系统温度保持在临界250°C以上,以允许SCR模块进行有效的氮氧化物转化,并使柴油颗粒过滤器持续被动再生。
在没有CDA的公路测试中,卡车SCR单元的温度在超过15%的行程时间内降至250°C以下,但当CDA与Jacobs发动机制动器配合使用时,SCR温度仅在预定的停车和拖车更换期间降至250°C以下。在配送路线上,CDA应用时SCR装置的平均温度为243°C,比未停用气缸时记录的数字高16%。
SCR在250°C下运行的时间减少了21%以上,使用CDA的SCR温度仅在不到2%的时间内降至200°C以下,而6缸模式下的时间超过10%。
道路测试还表明,在优化了发动机和驾驶室悬置的情况下,以600 rpm的速度怠速行驶时NVH相当于未配备CDA的标准发动机和车辆(测量位置为驾驶员座椅)。
康明斯阀门技术公司已将CDA系统部署到20多个开发项目中,发动机容量从2升到16升不等。许多项目已经进入车辆测试阶段。
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