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德尔福科技推出业界首套500+Bar汽油缸内直喷式燃油系统

在呈送2019年5月16-17日举办的维也纳汽车行业研讨会的一篇技术报告中,德尔福科技(Delphi Technologies)公布了500+Bar 全新汽油缸内直喷式(GDi)燃油系统。与之前先进的350 Bar系统相比,该新系统可以将颗粒物排放大幅减少50%,同时无需高昂的代价调整发动机设计。减少废气颗粒物数量(包括小于23 nm的颗粒物)将有助于汽车制造商满足全球日益严格的未来排放标准。

降低发动机排放可在催化剂起燃前的关键期减少尾气排放,并降低对高成本的排气后处理系统的依赖。监管测试(包括真实驾驶排放测试)表明,该系统切实降低了废气排放量。2016年底,德尔福科技开始量产业内首个350 Bar 汽油缸内直喷式(GDi)燃油系统,相比业内标准的200 Bar系统,它将废气颗粒物量显著减少了70%。

德尔福科技汽油系统首席工程师Walter Piock表示:“一直以来,业内已经认识到,将喷射压力提至500+ Bar可大幅降低发动机排出颗粒,同时改进二氧化碳排放及燃油经济性。”

德尔福科技推出业界首套500+Bar汽油缸内直喷式燃油系统

主要的挑战在于如何在不增加泵驱动负荷的情况下实现如此高的压力。大部分发动机利用凸轮轴驱动而带动GDI泵,若采用传统方法,通常则需要进行代价不菲的重新设计,强化凸轮轴机构。

Piock透露:“我们为500+Bar 的GFP3 泵设计了一套创新型内部密封系统,在一些应用中,我们设计了小型化的柱塞直径,防止增加驱动机构负荷。”

德尔福科技推出业界首套500+Bar汽油缸内直喷式燃油系统

利用德尔福科技的新系统,无需对现有凸轮轴传动系统的大部分组件进行高成本的改动,发动机即可拥有500+Bar喷射压力。

在改善城市空气质量与降低温室气体排放的双重要求下,燃料喷射系统成为满足未来立法目标的重要一环。德尔福科技的500+Bar系统将有助于汽车制造商应对这两种挑战。

Piock表示:“相比业内标准的200 Bar系统,我们的350 Bar 汽油缸内直喷式(GDi)燃油系统可将废气颗粒物减少70%。而相比350 Bar系统,我们的500+Bar 汽油缸内直喷式(GDi)燃油系统则在此基础上进一步将废气颗粒物减少多达50%。”

为了生产整套全新的500+Bar系统,德尔福科技开发了所有系统组件,包括:Multec16喷射器、泵、锻造共轨以及相应的发动机控制系统与软件。这些组件进一步提升了耐用性与可靠性,并符合现有组装限定要求及接口规格,因此无需对现有发动机进行物理更改或仅需少量更改。500+Bar系统预计将于2022年后投入量产使用。

面向重型车辆的高压天然气喷射

提交给此次研讨会的第二篇科技报告是由西港燃料系统公司与德尔福科技共同准备, 将介绍创新型的西港高压直喷HPDI 2.0TM系统。这套先进的系统利用高压天然气降低了重型商用车辆“从油箱到车轮的”二氧化碳排放量

德尔福科技推出业界首套500+Bar汽油缸内直喷式燃油系统

这套HPDI 2.0系统可将二氧化碳排放量减少20%。若使用可再生天然气,该套系统可以实现近乎100%的减排效果。

全球各国正在实施二氧化碳减排战略。2019年4月,欧盟实施新法规,要求重卡原始设备制造商(OEM)到2025年将每辆卡车的二氧化碳排放量在2019年基础上平均减少15%,到2030年减少30%。

仅需极少变动,西港HPDI 2.0TM系统即可安装于采用现有可靠技术的重型柴油机与卡车上。该系统可将二氧化碳排放量减少多达20%,因此2029年前各OEM可凭借该系统让现有卡车满足欧盟监管要求。

德尔福科技专有的控制阀策略能够让西港的新型双同心针形喷嘴先完成小部分柴油引燃喷射,然后进行更大规模的天然气主喷射。单独的柴油引燃喷雾自动点火,从而提供了分布于整个空间内的多个点火源,确保一致的天然气喷射点火。随后,主要以非预混方式继续进行天然气燃烧。因此,消除了发动机爆震,并保持基础柴油机的压缩比。由于未预混天然气,仅需减少燃料流即可实现负荷控制;且无需部分负荷节流。

德尔福科技柴油燃料喷射系统与内燃机组件产品工程总监James Kewley表示:“天然气在柴油机循环中的燃烧实现了与传统柴油机等同的功率密度与燃烧效率。因此,天然气降低二氧化碳排放量的潜力得以充分发挥出来,而且不会产生因进入奥托循环而产生的不利结果。这将有助OEM应对日益严格的法规要求,尤其是可以缓解因进一步降低重卡二氧化碳排放量所带来的更大压力。”

作者:忻文

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