針對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放管理問題,伊頓現(xiàn)推出全新內(nèi)部廢氣再循環(huán)(iEGR)技術(shù)。該技術(shù)可直接控制排氣系統(tǒng)的熱管理,幫助汽車制造商滿足嚴(yán)格的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)。
1伊頓iEGR新技術(shù)
旨在減少氮氧化物(NOx)和CO2排放的伊頓新技術(shù)促使了汽油機(jī)和柴油機(jī)能夠達(dá)到即將發(fā)布的排放法規(guī)要求。未來排放法規(guī)將帶來實(shí)際駕駛循環(huán)(RDE),測(cè)試過程變得更加苛刻,對(duì)控制NOx和CO2排放的技術(shù)要求也隨之提高,同時(shí)汽車制造商也需要對(duì)未來柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用前景和技術(shù)需求進(jìn)行重新考慮。伊頓內(nèi)部廢氣再循環(huán)(iEGR)技術(shù)直接控制柴油機(jī)排氣系統(tǒng)的熱管理,讓汽車制造商能夠滿足嚴(yán)格的法規(guī)要求。
發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下,iEGR跟液壓系統(tǒng)相比,都具有更出色的冷起動(dòng)特性。柴油燃燒后帶著NOx和顆粒物(PM)污染物的廢氣從發(fā)動(dòng)機(jī)排出,PM包括由碳、灰塵、金屬磨削粒、硫酸鹽和硅酸鹽構(gòu)成的顆粒,在PM被柴油顆粒捕集器(DPF)捕獲后,柴油廢氣處理液被噴到排氣系統(tǒng)中,并水解為氨氣。氨和NOx流到選擇性催化還原系統(tǒng)(SCR)中,在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成無害的氮?dú)夂退R话銡怏w溫度需達(dá)到250~500℃,才能正常發(fā)生反應(yīng)。在一個(gè)駕駛循環(huán)下產(chǎn)生的NOx中有80 %是當(dāng)SCR沒有在正常運(yùn)行溫度下時(shí)產(chǎn)生的。內(nèi)部EGR產(chǎn)生較熱的廢氣流,能夠加熱催化轉(zhuǎn)化器到合適的運(yùn)行溫度,在活塞進(jìn)氣行程時(shí)稍微打開一個(gè)排氣門將熱廢氣直接從排氣歧管中吸入氣缸中,平均約有5%~15%的廢氣回到進(jìn)氣中。
與競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)不同,伊頓的iEGR技術(shù)在每個(gè)氣缸上配置了1個(gè)機(jī)電驅(qū)動(dòng)的可變滾子搖臂(SRFF)。可選擇接觸或未接觸狀態(tài)來轉(zhuǎn)換搖臂從而控制驅(qū)動(dòng)氣門。當(dāng)搖臂在正常未接觸狀態(tài)時(shí),凸輪軸主升程型線傳導(dǎo)給排氣門。iEGR副升程型線的凸輪在空轉(zhuǎn)而不進(jìn)行傳導(dǎo)。當(dāng)搖臂被驅(qū)動(dòng)時(shí),處在接觸狀態(tài),并使空轉(zhuǎn)無效,兩種凸輪軸升程型線都傳導(dǎo)給排氣門。
2低摩擦滾子
伊頓最新一代可變滾子搖臂的特征是對(duì)摩擦進(jìn)行了改善。伊頓使用低摩擦的滾子代替在氣門主升程或者副升程時(shí)使用的高摩擦滑塊,提高了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率。這個(gè)應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)氣門組件內(nèi)減少了低摩擦功損失,因此改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。iEGR系統(tǒng)中的每個(gè)氣缸只安裝一個(gè)可變搖臂,而對(duì)于其它應(yīng)用設(shè)計(jì),如控制進(jìn)氣門晚關(guān)(LIVC)、進(jìn)氣門早關(guān)(EIVC)、氣缸停缸(CDA)技術(shù)以及進(jìn)氣可變氣門升程(VVL)設(shè)計(jì),每個(gè)氣缸需要多個(gè)可變搖臂,控制效果會(huì)更加顯著。
3機(jī)電驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)
伊頓研發(fā)的全新先進(jìn)機(jī)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)替代了整個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),電機(jī)可以將驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)至不同的位置。在單缸四氣門的直列發(fā)動(dòng)機(jī)中,驅(qū)動(dòng)軸能夠工作在四個(gè)不同的預(yù)定義搖臂組上,每個(gè)搖臂組作用在進(jìn)氣門或者排氣門上。不同的驅(qū)動(dòng)軸位置,可以驅(qū)動(dòng)不同的SRFFs組合,工程師可以采用不同的氣門升程型線組合來減少排放,同時(shí)也能保證發(fā)動(dòng)機(jī)性能沒有減弱。在低于零下7℃溫度環(huán)境、并且在少于35 ms之內(nèi)的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)條件下,電子控制單元可以迅速完成軸旋轉(zhuǎn)到一個(gè)新的VVA型線的動(dòng)作。
機(jī)電系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是改善了在線診斷功能。其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)只能夠提供一個(gè)間接反饋給汽車電子控制單元,而這一機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過與氣門機(jī)構(gòu)的組合,提供了更多輸入參數(shù)能夠讓制造商們用來開發(fā)不同的精準(zhǔn)在線診斷策略。
除了電動(dòng)機(jī)的快速驅(qū)動(dòng)功能外,新的機(jī)電系統(tǒng)提供了更好的工作持續(xù)性,在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火工況甚至起動(dòng)前都能夠工作。依靠液壓支持EGR或者其他VVA功能的系統(tǒng),在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)工況下并不能工作。因?yàn)樵诶涔r液壓油很難形成必要的黏度,從而在達(dá)到特定溫度之前無法產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)壓力,這種情況會(huì)直接造成液壓VVA系統(tǒng)需要很長(zhǎng)時(shí)間才能發(fā)揮其功能并為iEGR提供熱量,而伊頓系統(tǒng)卻能即刻提供必要功能, iEGR通過快速加熱排氣后處理系統(tǒng),在冷起動(dòng)時(shí)促進(jìn)減少有害氣體排放。
4簡(jiǎn)單的布置需要
一些競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)使用了包括電加熱器或更復(fù)雜的后處理系統(tǒng),能夠即刻產(chǎn)生熱量或者捕獲大量的NOx排放。然而,這種方式增加了質(zhì)量、復(fù)雜性和顯著的成本或摩擦功損失。
相反地,伊頓iEGR系統(tǒng)的氣門機(jī)構(gòu)的組合部件的設(shè)計(jì)僅需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的12V電源,簡(jiǎn)易地布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋上,利用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量增加溫度輸出,對(duì)排氣系統(tǒng)的熱管理提供額外的直接控制。伊頓iEGR技術(shù)為汽車制造商滿足全球排放法規(guī)提供了一個(gè)重要的手段。制造商和監(jiān)管機(jī)構(gòu)來說,對(duì)柴油機(jī)實(shí)際駕駛排放的擔(dān)憂,已經(jīng)演變成一個(gè)熱點(diǎn)話題。,當(dāng)前的法規(guī)允許制造商研發(fā)的汽車在可控的工況下通過排放認(rèn)證,卻未能滿足實(shí)際工況標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)前的機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于VVA驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面是一個(gè)重大變革,但伊頓不會(huì)止步于此,為了將來VVA系統(tǒng)提供更多控制和功能,下一代的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)在開發(fā)過程中。
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