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发动机改进为沃尔沃卡车带来燃油效率和动力提升

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15 七月 2024

减少燃料消耗可以减少温室气体的排放量。

弗吉尼亚州全新VNL卡车在弗吉尼亚州沃尔沃卡车客户中心展出。(图片:沃尔沃卡车)

随着排放标准的提高,降低燃油消耗量成为满足这些标准的关键策略。燃油消耗量与排放到大气中的污染物总量之间存在直接关联。

通过采用更节能的技术或优化发动机性能,单位做功所需的燃料消耗量会降低。因此,燃料消耗量的减少直接降低了燃烧过程中温室气体(尤其是二氧化碳)的排放量。每燃烧一加仑柴油大约会产生22.45磅的二氧化碳排放,这凸显了降低燃料消耗量对减少总体排放的影响。

沃尔沃卡车近期通过工程技术带来的一项重大变革是采用了更小的燃油喷射器针阀。该针阀在调节进入发动机燃烧室的燃油流量方面起着至关重要的作用。这种通常经过精密设计和电子控制的阀门,负责控制进入喷油嘴的燃油量。阀门打开时,允许加压燃油通过;关闭时,则停止或限制燃油流动。尺寸的缩小使得燃油流量的控制更加精确和快速,从而改善燃油雾化效果,提高燃烧效率,并提升发动机性能。更小的尺寸通常还有助于降低喷油器的重量和惯性,从而实现更快的响应速度和更精准的燃油喷射,最终优化发动机的燃油消耗和排放。

沃尔沃卡车的工程团队也通过缩短活塞高度和加长连杆取得了成功。通过策略性地改变活塞高度并延长连杆长度,我们有效降低了发动机燃烧室内的活塞侧向载荷。侧向载荷的降低显著减少了摩擦力,并最大限度地减少了内部寄生损耗。这些部件的改进确保了发动机平稳运行,从而提高了发动机的整体效率和使用寿命。

我们也看到了涡轮增压复合装置方面令人振奋的进展。最新的理念是将涡轮增压器和涡轮增压复合装置完全隔热,以最大限度地减少热损失并提高效率。工程师们喜欢这种方法,因为它允许使用更小的压缩机和涡轮叶轮,从而使其能够回收更多多余的能量。

柴油机 VNL的沃尔沃D13TC发动机额定功率为405至500马力。(图片:沃尔沃卡车)

油泵阻力

许多《动力进展》的读者都知道,油泵会给发动机带来很大的负担,而沃尔沃卡车最新推出的技术就包括集成可变叶片油泵。我们认为,这是优化油压调节并最大限度减少寄生损耗的关键性进步。该油泵采用可调节叶片,能够动态适应发动机的油压需求,确保在各种工况下都能持续、精确地输送机油。通过动态改变叶片角度,油泵可以根据发动机的需求调整输出,从而在不需要时防止过量供油,并在需要时保持最佳油压。这种适应性不仅通过降低驱动油泵所需的能量来提高发动机效率,还能最大限度地减少发动机部件不必要的负荷,从而提高燃油经济性并减少长期磨损。

车辆效率不仅仅取决于发动机性能,它涵盖了各个部件之间的协同作用,其中变速箱扮演着至关重要的角色。变速箱优化换挡、减少能量损失和协调动力输出的能力显著影响着车辆的整体效率,这表明,要实现最佳性能和燃油经济性,必须采用超越发动机的整体方法。

软件算法

沃尔沃卡车于 2007 年向北美市场推出了自动手动变速器,并于 2013 年成为标准配置。最近,I-Shift 变速器通过对软件、电子元件、离合器机构以及精密工程的全面改进,将换挡速度提高了 30%。

这一切之所以成为可能,是因为如今的柴油发动机采用了精密的软件算法,能够在实现动力平顺输出的同时,精准控制燃油消耗。再加上缩短的离合器行程和革新性的离合器制动系统,彻底改变了换挡方式,显著缩短了换挡时间。这一改进不仅提升了加速性能,还最大限度地减少了换挡过程中的能量损失,从而提高了整体效率。

另一个重大变化是将 HVAC 系统与发动机分离,沃尔沃卡车在新 VNL 卡车中引入了集成式驻车冷却器,通过提供无需发动机运转即可运行的独立气候控制系统,显著减少了怠速时间,从而减少了长期以来与怠速相关的排放,并为驾驶员提供了舒适的驾驶室,同时最大限度地减少了发动机的使用,减少了磨损,并节约了燃料。

这项技术进步减轻了卡车发动机、后处理系统和电池的压力,有效降低了维护需求,延长了其使用寿命。

沃尔沃卡车致力于整合停车冷藏箱,优先考虑驾驶员的舒适度,这与该公司推进技术的理念相符,该技术不仅增强了卡车驾驶体验,而且为更清洁、更可持续的交通生态系统做出了重大贡献。

作者简介:杜安·泰格尔斯是沃尔沃卡车北美公司动力总成产品营销经理,常驻公司位于北卡罗来纳州格林斯伯勒的总部。

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