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约翰迪尔将推出更智能、更紧凑的后处理系统(附图)

中国机械工业联合会机经网  发布时间:2017-12-07 15:08:11  来源:约翰迪尔


JDPS 公司 PowerTech PSS9.0L 工业柴油发动机采用的后处理和冷却 EGR 系统。这款发动机符合美国环保署 Tier 4 (Final) 排放法规要求。

  约翰迪尔动力系统(JDPS / John Deere Power Systems) 公司控制系统与排放合规部技术经理 Gui Xinqun 博士表示,自己在未来动力系统展望方面“相当保守”。他说,“我认为,在很长一段时间内,内燃机仍将在汽车中占据一席之地。”尽管如此,Gui博士对“智能”后处理系统在车辆中的应用,及机械动力电动化方面的预测,却一点也不保守。

  JDPS 公司 PowerTech PSS9.0L 工业柴油发动机采用的后处理和冷却 EGR 系统。这款发动机符合美国环保署 Tier 4 (Final) 排放法规要求。(图片来源:JDPS)

  今年举办的SAE 2017 商用车工程年会期间,Gui博士受邀参加了动力系统集成技术分会嘉宾讨论。他接受了SAE《卡车与非公路工程》杂志主编Ryan Gehm 的采访,介绍了一些 JDPS 公司的最新技术和项目开发情况。

 

  未来,JDPS 公司还将推出更多采用电力驱动的设备。公司控制系统与排放合规部技术经理 Gui Xinqun 博士表示,“电力驱动设备的效率更高,更重要的是,相应的管理系统也更加智能。”(图片来源:John Deere)

  SAE: 对JDPS来说,满足欧五排放规定要求是否还存在挑战?

  Dr. Gui: JDPS 已经准备好迎接欧盟 Stage V 规定的到来。事实上,目前,我们绝大多数符合 Tier 4 (Final)/欧四法规要求产品,已经可以达到欧五的排放标准要求。从我们的Interim Tier 4/Stage IIIB 发动机产品开始,公司一直在使用可以达到欧五排放法规要求的相关技术,累计使用时长超过4.25 亿小时。凭借所积累的丰富经验,我们在向欧五标准过渡的过程中处于非常领先的位置。

  SAE: 您认为哪种先进燃烧策略能够最大限度地满足更严格的排放限制要求?

  Dr. Gui: 我们的低湍流燃烧技术取得了一定成功。这种燃烧技术的排放水平很低,而且由于气缸内的热量损失最小,因此还具备不错的流体效率。目前,公司有部分拖拉机产品已经采用了低湍流技术,效果非常不错。未来,我们还将在更多产品中应用这一技术。谈到燃烧技术,我们需要继续着眼于气缸、气缸盖、空气系统及燃料喷射参数等关键发动机设计要素,密切关注细节的优化。发动机设计从来都不能仅关注某一个点,而是要从各个方面入手,实现系统的整体优化。

  SAE: 低温燃烧技术是 JDPS 的研究重点吗?

  Dr. Gui: 作为世界首家非公路设备制造商,JDPS 一直以提供各类可靠的商用冷却 EGR 系统而著称。EGR 系统正是低温燃烧技术的基础,各种形式的低温燃烧都必须借助冷却 EGR 技术来实现。在非公路设备市场,由于灰尘、砂石、极端工作温度和剧烈震动的存在,工况更加严苛,EGR系统面临的挑战也更大,会影响到设备的可靠性。因此EGR 系统必须足够强健,以适应各种严苛的工作环境。低温燃烧和低湍流燃烧技术都是JDFS 公司不断创新的动力。

  JDPS 公司 PowerTech PSS9.0L 工业柴油发动机采用的后处理和冷却 EGR 系统。这款发动机符合美国环保署 Tier 4 (Final) 排放法规要求。(图片来源:JDPS)

  SAE: JDFS 公司后处理技术有什么最新进展?

  Dr. Gui:设备减重和封装优化仍是我们的首要任务。这很好理解,随便打开任何一辆拖拉机的引擎盖,里面一定塞得满满当当,没剩多少空间。在这种情况下,封装优化和设备减重就显得非常重要了。从技术方面来说,JDFS公司一直在努力借助创新的催化剂技术和排放控制校准,推动后处理系统的小型化。我们的下一代后处理解决方案可以成功缩小20% 的体积,并减重 40% ,这可以使封装设计更加灵活,设备安装也更加便利。我认为,封装优化和设备减重是未来的大趋势,这在未来几年内都不会改变。

  SAE: 如何在未来几年内实现更高的封装效率?

  Dr. Gui:精益求精,永远是产品设计中不可或缺的一部分,JDFS 也一直在坚持持续改进。我们的先进非对称基板具有进气通道和出气通道尺寸不同的特点,此类新型基板技术可以帮助提高封装效率,带来更好的减重效果。另一种值得关注的提效解决方案,是采用“更高效”的催化剂。具体来说,“高效”是指同样计量的催化剂,可以在更大的温度范围内发挥作用,提高物质的转化率。此外,由于使用了更高孔隙率的基板,制造商还可以在空间大小不变的情况下加入更多的催化剂。以上三个例子,仅仅是有望协助发动机制造商实现进一步改进的部分技术实例而已。

  SAE: 电子控制技术领域现在发展怎样?

  Dr. Gui:我们预计,未来将出现一款全新的发动机电子控制系统。该系统将采用多核处理器,控制和诊断功能都得到进一步提升。我认为,由于未来的先进发动机控制单元(ECU) 将能够对发动机及诊断系统的性能提供更强有力的控制,因此对传感器的依赖将有所降低。在传感器方面,我们的目标是将传感器的数量减少到最低限度。虽然并不知道最终我们的产品到底会需要多少个传感器,但无论如何,我们将不遗余力地减少每一代产品所需的传感器数量。我们的目标是延长设备的“正常运行时间”,能让设备每天都能为用户正常工作,这是我们最为关注的。

  SAE: 仿真技术在改善减排效果方面作用如何?

  Dr. Gui:仿真技术在改善减排效果方面的作用巨大。我们的基本目标是在确保发动机能够正常工作前,尽量推迟打造发动机原型的时间。在投入原型建造工作之前,我们希望能够准确预测发动机的性能、可靠性、耐用性和成本,而仿真技术能够有效帮助我们实现这一目标。目前,我们已经取得了很大的进展,未来还将继续投资开发仿真技术,从而优化我们的设计、开发、校准、校验和验证活动。

  SAE: 在未来几年中,汽车领域还将出现哪些新技术呢?

  Dr. Gui:我认为,在未来的几年里,电子控制系统领域的投资将继续增加。发动机的智能水平和功能性都将更强,这不仅仅是指排量或功率,还包括更可靠的运行表现,这也是大家的共同期望。另外,系统的远程信息处理、远程诊断和预后功能也将继续增强。我认为,这些功能将更加完备,覆盖到更多的设备,而且也将越来越智能化。此外,我们有望取得进展的另一个领域是设备电气化。JDPS公司通过 644k 和944k 混合动力装载机的研发,在电力驱动方面积累了丰富经验。我认为,未来大家将在电力驱动系统的整合与应用,及相关电气化产品的研发方面看到更多进展。

  SAE: JDPS 是否还在开发其他的替代能源动力系统?

  Dr. Gui:我们致力于为客户提供最佳的动力系统解决方案,满足客户的各种应用需求。为此,我们正在不断研究多个领域中的新技术和新进展,其中肯定也包括替代能源动力领域。然而,正如我之前说过的一样,我在未来动力系统展望方面“相当保守”。我认为在相当长的时间内,内燃机仍将活跃在汽车舞台上。”非公路设备市场要求很高,相关产品必须能够满足比道路车辆更加严苛的工况要求,因此非公路设备的发动机需要能量密度足够高的燃料,才能满足作业的动力需求。当然,非公路设备的动力需求水平也各不相同,这也使得在某些领域的替代能源解决方案具备发展的可能性。(来源:SAE《卡车与非公路工程》杂志)

 

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责任编辑:机经网编辑部 feng
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