Инженеры нашли способ сделать дизельные двигатели более экологичными
Американские специалисты из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) разработали систему, которая позволяет обычному дизельному двигателю внедорожной техники соответствовать строгим будущим стандартам выбросов Tier 5. Исследование представлено SwRI.
Что требуют новые нормы
На фоне глобального ужесточения экологических норм дизельные двигатели сталкиваются с растущим давлением со стороны регуляторов, а их производители ищут альтернативу дорогостоящей электрификации и сложным системам очистки выхлопа. Сейчас в отрасли практически нет доступного и недорогого решения для внедорожной техники.
«Правила CARB Tier 5 направлены на значительное снижение выбросов оксидов азота (NOx) и твердых частиц (PM), — отметил Алекс Михльбергер, ведущий инженер SwRI. — Однако в настоящее время в отрасли нет экономически эффективного решения для соответствия стандартам Tier 5. Наш проект призван помочь найти такое решение».
Как это работает
Инженеры взяли обычный коммерческий 55-киловаттный четырехцилиндровый дизельный двигатель и внесли минимальные изменения в конструкцию и калибровку. Главным инструментом стала система рециркуляции отработавших газов (EGR) — часть выхлопа возвращается обратно в цилиндры, чтобы снизить температуру горения и уменьшить образование NOx.
Для этого они доработали управление турбиной и установили более эффективный охладитель EGR. Эти изменения позволили увеличить объем рециркуляции без потери мощности двигателя.
Успешные испытания
Система прошла два вида тестов: ступенчатый модальный цикл (RMC) и переходный внедорожный цикл (NRTC). В обоих случаях двигатель показал результаты лучше требований Tier 5.
«В ходе демонстраций RMC мы наблюдали снижение выбросов NOx на 22% и NMHC на 56% по сравнению с целевым показателем Tier 5. В рамках NRTC мы обнаружили снижение выбросов NOx на 28% и NMHC на 50% по сравнению с целевым показателем Tier 5, — рассказал Михльбергер. — Вкратце, мы добились значительного снижения выбросов благодаря инновационной калибровке двигателя и минимальным изменениям в аппаратной части».
Как это изменит внедорожную технику
Для двигателей мощностью 19–56 кВт сейчас нет простого пути соответствия новым нормам. Более мощные моторы могут использовать сложные системы очистки, как на грузовиках, а самые слабые, скорее всего, переведут на электричество. Новая разработка SwRI предлагает реальный промежуточный вариант — относительно недорогой и сохраняющий привычную производительность.
Это значит, что производители внедорожной техники (строительная, сельскохозяйственная, специальная) могут избежать полной электрификации или очень дорогих переделок.
Инженеры подчеркивают: сочетание грамотных аппаратных доработок и умной калибровки позволяет сделать дизель заметно чище, сохранив его главные преимущества — надежность и автономность.