CDA通过成熟技术提高燃油经济性并降低排放

在研发发动机技术方面,一项突破可以带来另一项突破。一个很好的例子是,Jacobs 25年来在可变气门驱动(VVA)领域所做的努力推动了Jacobs高功率密度发动机制动器的问世,进而打开了气缸停缸技术(CDA)的大门。即使用途不同,但HPD和CDA在运行时都会策略性地禁用气缸中的发动机气门,而且使用了很多相同的部件。这意味着HPD和CDA是模块化技术,可以单独或一起集成到发动机中。而且,尽管CDA具有创新性,但其硬件已得到实践验证。

Jacobs CDA展示模型HPD的主要功能是为中小排量发动机提供大排量减速功率,即使在低转速下也是如此,而CDA的主要功能是提高排气温度(从而提高后处理系统温度),以降低氮氧化物排放并在低负荷下提高燃油经济性。尽管主流汽车制造商在乘用车发动机中采用了气缸停缸技术,但Jacobs率先将这一技术的强大版本应用到7至15升排量的中型和重型发动机,其强度足以满足该市场的需求。

CDA的液压驱动机构被集成到顶置凸轮轴发动机的收缩式气门桥系统内,或者与整体式凸轮轴发动机的收缩式推杆系统集成。助此设计,如果在选定的气缸中关闭喷射功能,则停用的气缸将充当气压弹簧并把压缩空气能量传回曲柄。可以根据需要逐个循环停用多个气缸,从而在扭矩要求较低时提高燃烧效率。

CDA还通过增加工作气缸的负载来提高燃油经济性。随着负载的增加,即使不是所有气缸都在运行,燃烧效率也能得到充分提高,从而减少油耗。通过减少凸轮轴摩擦、减少部分负荷条件下的泵送损耗、减少节气门的使用次数甚至无需使用节气门,可以进一步提高燃油经济性。

当发动机处于低负荷运行状态时,升高的排气温度可通过保持后处理系统温度来减少排放。CDA可以最大程度地减少车辆滑行过程中后处理系统的降温,因为不给气缸加油时,通过发动机的空气泵送量减少了。

CDA是尾气再循环(EGR)的一种更节油的替代技术,同时也是后发动机燃油喷射器和催化剂的一种更节油的替代技术,后者通过向排气系统中注入额外的燃油来提高后处理系统的温度。与目前采用的这些技术相比,CDA可以在减少油耗的同时,成功地管理发动机内部的后处理系统温度。实际上,当发动机负荷达到最低并且六个气缸中有三个气缸停用时,油耗可减少20%。

CDA的另一个优势是降低了总体拥有成本。这不只是因为降低了燃油费用:作为一种集成式发动机技术,与用于提高后处理系统温度的外部解决方案相比,CDA所需的维护更少,这意味着更低的车间成本和更少的停工时间。

出于节省成本的目的以及法律原因,CDA也变得越来越必不可少。随着监管机构逐步加强对氮氧化物排放水平的管控,尤其是发动机处于低负荷运行或空转状态的情况下,CDA是一种合理的解决方案,既巧妙融入了创新性,又采用了经过实践验证的耐用部件。