Hora de publicación: 2024-07-17 Origen: Cummins News
Cummins Valvetrain Technologies informa resultados positivos de nuevas pruebas en carretera de su tecnología de desactivación de cilindros (CDA) Jacobs®, que está diseñada para mejorar el rendimiento ambiental y económico de los vehículos de carretera de servicio pesado.
Se obtuvieron ahorros de combustible del 2,76 por ciento en la primera prueba de consumo de combustible estandarizada SAE J1321 (Sociedad de Ingenieros Automotrices) de Jacobs® CDA, utilizando camiones de comparación completamente cargados en una ruta de carretera en América del Norte. Pruebas similares en una ruta de distribución arrojaron un ahorro de combustible del dos por ciento.
La inminente legislación sobre emisiones en América del Norte (EPA 27) y Europa (Euro 7), que cubre tanto las emisiones de NOx como las de CO2, está presionando más que nunca a los diseñadores de motores en la búsqueda de mayores eficiencias. Partiendo de una base de referencia de 2019, la UE exigirá una reducción de CO2 vehículo por vehículo del 45 por ciento para 2030, una reducción del 56 por ciento para 2035 y una reducción del 90 por ciento para 2040.
El sistema CDA utiliza la experiencia de Jacobs en control de válvulas para apagar automáticamente cilindros seleccionados en condiciones de baja carga del motor dejando sus válvulas de entrada y escape cerradas durante todo el ciclo de cuatro tiempos, mientras sus inyectores de combustible están desactivados. Esto reduce el consumo de combustible. Cuando se requiere frenado de motor adicional, los mismos componentes que desactivan los cilindros se reutilizan para proporcionar retardo del vehículo utilizando la última versión de 1.5 tiempos High Power Density® del freno de motor de liberación de compresión Jake Brake®.
Las emisiones tóxicas también se reducen porque el CDA optimiza la eficiencia de los sistemas de postratamiento de gases de escape mediante la gestión térmica, ya que el CDA aumenta las temperaturas de los gases de escape con cargas parciales. También elimina el enfriamiento durante el funcionamiento del motor, donde las pruebas también revelaron una reducción en la resistencia parásita cuando el motor está en régimen de sobremarcha, ahorrando combustible. También se informó de tiempos de viaje más cortos.
Las pruebas se realizaron utilizando una unidad tractora International LT625 6x4 2018 con un motor diésel Navistar A26 de 13 litros y 450 hp y una caja de cambios Eaton Endurant de 12 velocidades con sobremarcha AMT, ambas con un peso bruto vehicular de 66,000 libras. Las pruebas se realizaron en más de 12,000 millas en el cuarto trimestre del año pasado de acuerdo con el protocolo estándar de economía de combustible SAE J1321. El camión se hizo funcionar varias veces con y sin CDA activo a través de un interruptor en el tablero. El camión registró una velocidad promedio de 51 mph en la ruta de la carretera y de 38 mph en la ruta de distribución.
En cada ejecución, el camión de prueba estuvo acompañado por un vehículo de control comparable y también se registró su consumo de combustible, para proporcionar una base para tener en cuenta las variaciones causadas por factores externos como el clima y las condiciones del tráfico.
Los resultados reales en carretera de un camión completamente cargado siguen el informe de Jacobs sobre mejoras iniciales en la economía de combustible de hasta un 20 % en pruebas de laboratorio basadas en dinamómetro de un motor en modo inactivo en 2020. En esa misma prueba de laboratorio, se registró una reducción del 77 por ciento en NOx en un ciclo de carga baja con un sistema de postratamiento de 2018. Si bien las pruebas de emisiones de NOx no fueron el enfoque de esta última prueba en carretera, los camiones de prueba tuvieron el mismo cumplimiento de calibración con los estándares de la EPA 2018, y esperamos que estos resultados mejoren aún más para los requisitos de emisiones futuros donde se utilicen aún más los beneficios de la gestión térmica CDA.
CDA ahorra combustible al reducir la cantidad de cilindros activos para satisfacer la demanda de torque en tiempo real del conductor. Los cilindros activos tienen cargas y temperaturas más altas, mientras que los cilindros inactivos tienen pérdidas parásitas reducidas. El flujo de aire reducido y la relación aire-combustible en los cilindros activos restantes ayudan a mantener las temperaturas del sistema de escape por encima de la marca crítica de 250 grados C para permitir una conversión eficiente de NOx mediante el módulo de reducción catalítica selectiva y la regeneración pasiva continua del filtro de partículas de escape.
En las pruebas en carretera sin CDA, las temperaturas en la unidad SCR del camión cayeron por debajo de 250 grados C durante más del 15 por ciento del tiempo de viaje, pero cuando se usó CDA en conjunto con Jacobs Engine Brake®, las temperaturas SCR cayeron por debajo de 250 grados C solo durante las paradas programadas y los cambios de remolque. En la ruta de distribución, la temperatura media de la unidad SCR fue de 243 grados C con el CDA activado; Un 16 por ciento por encima de la cifra registrada sin desactivación de cilindros.
El tiempo pasado con el SCR funcionando a menos de 250 grados C se redujo en más del 21 por ciento, y la temperatura del SCR con CDA solo cayó por debajo de 200 grados C durante menos del dos por ciento del tiempo en comparación con más del 10 por ciento del tiempo en el modo de 6 cilindros.
Las pruebas en carretera de Cummins confirmaron que, con soportes de motor y cabina optimizados, NVH era equivalente al motor y vehículo estándar no equipados con CDA a 600 rpm en ralentí, medido en el asiento del conductor.
Cummins Valvetrain Technologies ha implementado sistemas CDA en más de 20 programas de desarrollo, con motores que van desde 2 litros hasta 16 litros. Varios programas han pasado a la etapa de prueba de vehículos.