过渡到替代能源:使替代燃料解决方案过渡到零排放市场

在雅各布斯成立60周年之际,我们在反思我们是如何走到今天这一步的,我们将走向何方。

1930年,克莱西·卡明斯(Clessie Cummins)驾驶一辆失控的卡车沿着卡琼山口(Cajon Pass)驶往圣贝纳迪诺(San Bernardino),在他从海岸到海岸的高速赛跑中差点丧命。当时,他发誓要找到一种方法,将柴油发动机用作有效的车辆缓速器。这一承诺促使克莱西发明了第一个柴油发动机制动器,通常被称为“杰克制动器”。今天,世界上似乎出现了一种新的失控车辆排放。

2020年12月,欧洲最大的卡车制造商宣布承诺到2040年停止柴油发动机的销售——比计划提前了10年。戴姆勒、斯堪尼亚、曼、沃尔沃、DAF、依维柯、福特等将集中开发氢、电池技术和清洁燃料。

九十年前,克莱西提倡使用柴油,因为它比汽油更有效。现在,雅各布斯被要求推动柴油效率的极限,实现零排放的未来替代燃料技术。

雅可布团队一直致力于填补这一空白——雅可布正在帮助原始设备制造商实现替代燃料解决方案,以过渡到零排放市场。这些技术包括压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG),甚至包括将氢作为替代燃料的技术。没有魔法按钮。它将采取一系列步骤和实际利用我们现有的资源,最终实现全面电气化。

推进天然气发动机

随着oem寻求减少排放和满足环境法规,一些已经转向天然气发动机,以满足这些目标,同时仍然实现所需的性能。雅各布斯引擎制动器可以在全球各地的天然气发动机上找到。一个例子是使用杰克制动器的康明斯isx12g发动机®自2013年以来,延长刹车片寿命,增加司机的信心,并安全缓慢的车辆,如卡斯卡迪亚®天然气。

虽然天然气发动机存在一些技术挑战,但Jacobs正在努力解决这些挑战。其中之一是发动机制动性能。在从柴油转化为天然气的过程中,发动机的压缩比显著降低,涡轮通常会缩小尺寸,以适应化学计量燃烧所需的更低的空燃比。

这两种变化的结合可能会对发动机制动性能产生高达25%的负面影响。反过来,这将对车辆在没有使用基础刹车的情况下保持下坡速度的能力产生负面影响。增加使用基础刹车可能导致刹车褪色和增加刹车磨损率。在欧洲、中国和印度等市场,这可能会影响车辆满足E13C法规对辅助减速的要求,并可能要求降低车辆最大总重量认证。

这是有解决办法的。雅各布斯的高功率密度®(HPD®)系统将增加车辆的总制动功率,减少对基础制动的依赖。这些系统将能够恢复或超过柴油发动机的减速性能,允许提高安全性和生产力。

通过使用1.5冲程HPD技术,我们能够在天然气应用中取得比原始柴油更好的性能。”
- Gabe Roberts,产品开发总监

在Jacobs的Tech Talk视频中了解更多关于HPD的信息,以及它如何在天然气应用中改善发动机制动。

雅各布火奴鲁鲁警局负责天然气

混合动力汽车的启停

对于原始设备制造商来说,弥补即将出台的排放法规差距的另一种方法是为动力系统供电。众所周知的功能,如Start-Stop功能,允许在长时间空闲时关闭内燃机,交通灯等。这在乘用车市场上已经很普遍了,但由于发动机的尺寸和惯性,这对商用车行业来说一直是一场斗争,如果经常这样做,就会增加启动装置的负载。

为了克服耐用性的障碍,雅各布斯发明了主动减压技术®,或者ADT®.它是通过在发动机曲柄期间打开排气阀,在气缸中消除压缩,因此,使启动更快,更轻做对气门总成。当发动机达到理想的启动转速时,阀门关闭,喷油同步,发动机开始工作,没有给起动器本身、电线或电池带来很大的负荷。该技术明显应用于中型卡车和公交车,但也可以应用于排量更大的发动机,从而实现显著的燃油节约(并因此减少排放)。另外一个优点是发动机启动平稳,没有过度的震动。这有助于改善整车的NVH(噪音、振动和舒适度)特性,并提高驾驶员的舒适度。

ADT性能概述

延长柴油机使用寿命

除了与替代燃料发动机合作,雅各布斯还致力于通过不断发明减少排放和减少燃料消耗的新方法来延长柴油发动机的寿命。

2018年,三家独立研究机构对雅各布斯汽缸失活和早期排气阀开启(EEVO)技术进行的测试表明,在所有测试周期中,制动比油耗(BSFC)和后处理温度都有所改善。测试还显示了氮氧化物的显著减少,特别是在最低负荷和循环工作环节。

如今,雅各布斯正与一些大学合作,比如西弗吉尼亚大学行业专家喜欢图拉技术同时致力于OEM超级卡车项目和其他评估新技术好处的项目。

新技术总监Robb Janak将在第八届国际发动机大会上分享美国重型柴油发动机CDA和EEVO测试的最新结果。

国际发动机大会,2021年2月

氢作为替代燃料

关于氢作为替代燃料的使用,已经有相当多的讨论。氢最著名的应用是在燃料电池环境中:氢在汽车中被处理为电力驱动单元提供动力。如今,许多整车厂正在探索的另一个角度是利用现有的内燃机架构,将氢作为柴油的直接替代品。这样做的好处是,车辆上的复杂系统更少,基础设施更容易在更短的时间内完成。尽管还处于起步阶段,Jacobs仍在努力使这种替代方案成为可能,就在气门系统,利用其60年的经验,充分证明,耐用的气门系统技术。

氢的卡车