Исследования дизельных двигателей, ведущие к повышению эффективности и стандартов выбросов на дорогах

Моушн-дизайн ИНСАЙДЕР

Грег Шейвер из Университета Пердью не считает, что должен быть компромисс между защитой воздуха, которым мы дышим, и повышением эффективности двигателей больших транспортных средств на дороге.

Шейвер, профессор машиностроения и директор лаборатории Рэя У. Херрика в Purdue, участвует в национальных усилиях по исследованию сокращения выбросов углекислого газа, оксидов азота и микроскопических частиц, а также повышению эффективности современных дизельных двигателей на дорогах.

Дизельные двигатели есть везде: от больших пикапов и транспортных средств до полуприцепов. По словам Шейвера, почти все полуфабрикаты работают на дизельных двигателях.

«Еще два года назад существовало ожидание, что вам придется заменить оксиды азота и твердые частицы углекислым газом, потому что работа по повышению чистоты дизельного двигателя также сделает двигатель менее эффективным, что приведет к увеличению выбросов углекислого газа», - сказал Шейвер. «Но то, что мы показали в нашей работе в Purdue — благодаря поддержке и сотрудничеству с Министерством энергетики США и лидерами отрасли Cummins Inc. и Eaton — это то, что существуют передовые технологии, которые можно использовать для улучшения этих важных двигателей и системы последующей обработки».

Исследования Шейвера позволили повысить эффективность дизельных двигателей и снизить выбросы за счет регулируемого привода клапанов (VVA). Тяжелые транспортные средства часто простаивают или движутся медленно, что приводит к увеличению выбросов смога.

VVA Шейвера позволяет повысить эффективность дизельных двигателей, также называемых двигателями с воспламенением от сжатия, за счет использования отключения цилиндров и других методов во время работы двигателя на холостом ходу, при работе с низкой нагрузкой и в условиях движения по шоссе. VVA также обеспечивает более быстрый прогрев катализаторов для эффективного снижения выбросов оксидов азота и микроскопических частиц в двигателе.

Исследования дизельных двигателей в Purdue недавно привлекли пристальное внимание Агентства по охране окружающей среды США. В декабре Агентство по охране окружающей среды окончательно утвердило новые строгие требования к выбросам выхлопных газов для грузовиков, частично основанные на исследованиях, проведенных Шейвером и его командой в Herrick Labs.

«Влияние на завершение разработки более строгих экологических норм для двигателей и транспортных средств большой мощности — это, вероятно, самое большое влияние, которое может оказать человек с моим исследовательским интересом», — сказал Шейвер.

Шейвер сказал, что правила EPA по выбросам выхлопных газов вступят в силу в 2027 году.

«Именно тогда двигатели должны будут начать соответствовать этим требованиям, а до этого, кажется, очень далеко, но на самом деле это не так», — сказал он. «Предстоит многое сделать, чтобы эти двигатели работали надежно, отвечали этим требованиям и демонстрировали их».

Это второй раз, когда работа Шейвера была задействована в принятии решений по руководству грузовиками. Его работа была упомянута в знаменательном постановлении, принятом в Калифорнии в 2020 году для большегрузных грузовиков, направленном на сокращение выбросов оксидов азота из выхлопных труб.

Исследования Шейвера в Herrick Labs начались в 2006 году и являются частью продолжающегося сотрудничества с Министерством энергетики США и лидерами отрасли, включая Cummins Inc., Caterpillar, Deere, Allison и Eaton. Эти усилия сосредоточены на внедорожных и дорожных высокоэффективных двигателях, работающих на природном газе, водороде и дизельных двигателях, в том числе входящих в состав гибридной электрической силовой установки.

Источник