发动机：如何才能使柴油更清洁？

整个行业都在朝着同一个目标努力：使用可持续设备进行可持续建设。发动机行业在施工现场的排放中扮演着重要角色，但这并不意味着该行业向可持续资源的转型就能完全消除排放。

选择更清洁的作业方式最终将减少作业现场的排放，但发动机技术的哪些进步和发展将使该行业实现这一目标？

约翰迪尔公司全球市场营销和产品战略经理迈克尔·勒费弗尔（图片：约翰迪尔公司）

约翰迪尔全球营销和产品战略经理迈克尔·勒费弗尔表示，在思考柴油发动机的未来时，我们需要从两个方面来看待发动机的进步——从清洁技术的角度和效率的角度。

“就内燃机在我们整个行业可持续发展进程中的持续可行性而言，这两者都至关重要，”勒费弗尔说。

从清洁技术的角度来看，勒费弗尔表示，与 30 年前的柴油发动机相比，我们整个行业在使当今的柴油发动机更加清洁方面取得了长足进步，并将继续寻找使它们更加清洁的方法。

“例如，”勒费弗尔补充道，“随着选择性催化还原（SCR）和柴油颗粒过滤器（DPF）等技术的进步，我们已经看到氮氧化物（NOx）和颗粒物的排放量显著减少。”

除了投资于电池电动、混合动力和可再生燃料等低排放和近零排放解决方案外，约翰迪尔表示，它还在投资其柴油发动机技术，以提高性能和效率。

以前排放法规的变化对原始设备制造商 (OEM) 来说是一个挑战，因为在设备设计和符合排放标准的发动机的新包装要求方面存在困难。

约翰迪尔JD18发动机（图片：约翰迪尔）

随着行业为下一轮排放标准做准备，约翰迪尔表示，公司正在优化其发动机技术。这意味着开发能够为客户创造新价值的解决方案，并尽可能减少采用新技术（例如电动动力系统和可再生燃料）过程中可能造成的干扰。

约翰迪尔表示，在开发其最新的工业发动机——JD4、JD14 和 JD18——时，他们咨询了设备制造商，以了解他们最希望改进哪些发动机。

效率是关键

但对于持续的可持续发展进程而言，同样重要的是我们可以做些什么来提高柴油发动机的效率。

勒费弗尔表示，该行业的一个重点是燃油经济性以及我们可以采取哪些措施来减少二氧化碳排放。

近年来，约翰迪尔公司实施了多项关键技术改进，以优化其发动机产品线和排放性能。该公司表示，其发动机经过精心设计，能够在保持最佳性能的同时实现低排放。

约翰迪尔公司一直努力达到美国环境保护署 (EPA) 等监管机构制定的排放标准以及欧盟第五阶段排放标准。

约翰迪尔发动机系列的最新成员——JD4、JD14 和 JD18——据说都达到了美国环保署最终 Tier 4 和欧盟 Stage V 排放标准。

“我们有机会通过优化发动机设计、改进燃烧系统和调整发动机尺寸，使柴油发动机的效率更高——确保在应用中使用合适的发动机尺寸或动力单元尺寸，”勒费弗尔说。

“合理配置设备有助于最大限度地提高正常运行时间、可靠性和燃油效率。这将提升客户整体价值，降低燃油消耗，进而减少污染物排放。”

勒费弗尔认为，从长远来看，柴油发动机的使用寿命很长，并将继续为世界各地最艰巨的工作做出贡献。

珀金斯启动了“科厄斯计划”（照片：珀金斯）

他还补充说，内燃机以及电池动力和可再生燃料的进步，将帮助该行业应对未来的能源格局。

每个人都是过渡的一部分

虽然许多支持能源转型的非公路解决方案都侧重于拥有广泛研发能力的大型原始设备制造商 (OEM)，但总部位于英国的发动机制造商珀金斯却将目光投向了资源较为有限的 OEM 及其在转型中的作用。

Perkins 与英国 Equipmake 和拉夫堡大学机械、电气和制造工程学院合作，开发和生产先进的多燃料“即插即用”混合动力集成动力单元。

该动力装置于 2023 年 10 月推出，在功率密度和响应速度方面将直接取代其柴油动力装置，使各种规模的非公路工业 OEM 厂商，无论其生产的应用领域如何，都能加速向低碳强度或零碳燃料（如氢气、甲醇、生物乙醇和其他电子燃料）的转型，并利用电气化。

该公司表示，该设计将支持多种燃料类型，初步演示将使用氢燃料。

Perkins公司正与Equipmake公司和拉夫堡大学合作，开发和生产基于其7升Perkins 1200系列发动机的先进多燃料“即插即用”混合动力集成动力单元（图片：Perkins）。

该项目名为“Coeus 项目”，将设计、开发和制造一种多燃料“即插即用”混合动力系统，该系统将直接取代非公路机械中现有的柴油解决方案，并将支持英国和全球非公路行业减少温室气体排放。

“我们很高兴能够获得这个机会，加速开发先进的非公路动力系统解决方案，”珀金斯副总裁兼总经理大卫·戈德斯平克说道。

“本项目将探索、创新并引领解决非公路车辆行业能源转型面临的一些关键挑战，并支持这一关键行业向低碳转型。”

正如珀金斯和约翰迪尔所强调的那样，混合动力技术对于向全面采用电池动力过渡至关重要。许多非公路应用对能源的需求很高，这使得纯电动动力有时难以实现。

然而，混合动力技术通过将电气化解决方案与发动机相结合，提供了一种减少碳排放的途径。非公路车辆行业的多样化需求表明，随着该行业向更可持续的未来迈进，需要一系列解决方案来满足不同应用和设备尺寸的动力需求。