Greg Shaver 正在研究大型柴油發(fā)動機，以提高道路效率和排放。（圖片來源：普渡大學照片/Kelsey Lefever）

美國普渡大學赫里克實驗室（Ray W. Herrick）的機械工程學教授兼主任 格雷格-沙弗（Greg Shaver）教授認為，在保護我們呼吸的空氣和提高道路上大型車輛的發(fā)動機效率之間，不應該有所取舍。他涉足了一個全美范圍內的項目，旨在探索如何降低柴油發(fā)動機在道路使用中的二氧化碳、氮氧化物及顆粒物排放，同時也提高其效率。

無論是工業(yè)車輛、大型皮卡車、貨運車輛還是半掛車，柴油發(fā)動機的應用都極為廣泛。沙弗指出，絕大多數的半掛車都搭載了柴油發(fā)動機。

沙弗解釋道：“在兩年前，人們普遍認為，要減少氮氧化物和顆粒物的排放，就必須以增加二氧化碳排放為代價，因為讓柴油發(fā)動機更環(huán)保通常意味著降低其效率。然而，我們在普渡大學的研究，得到了美國能源部和業(yè)界巨頭康明斯公司與伊頓公司的支持和合作，證明了有先進技術可以同時改善這些關鍵發(fā)動機和其后處理系統?！?/p>

通過采用可變氣門驅動（VVA）技術，沙弗的研究成功地提升了柴油發(fā)動機（也稱壓燃式發(fā)動機）的效率，并有效地控制了排放。該技術尤其有益于那些常處于怠速或低速行駛狀態(tài)的重型車輛，因為這些狀態(tài)容易導致排放增加。

使用VVA，沙弗能夠在發(fā)動機在怠速、低負荷和高速公路巡航等不同工況下，通過氣缸停用等手段，來提高柴油發(fā)動機的運行效率。同時，VVA技術還能加速催化劑的預熱過程，進一步減少氮氧化物和微粒的排放。

最近，普渡大學關于柴油發(fā)動機的研究受到了美國環(huán)境保護署（EPA）的高度關注。基于沙弗和他的團隊在赫里克實驗室所進行的研究，EPA在12月公布了一項更為嚴格的卡車尾氣排放新規(guī)定。

沙弗表示：“能夠影響到嚴格的環(huán)保法規(guī)最終的確認，或許是像我這樣的研究人員能達到的最大社會影響?！?/p>

沙弗還提到，這些新的EPA尾氣排放規(guī)定計劃將于2027年正式執(zhí)行。

他補充說：“到那時，這些發(fā)動機必須開始遵守這些新規(guī)定。盡管看似還有時間，但實際上要讓這些發(fā)動機能穩(wěn)定運行并滿足這些要求，還需要做很多工作。”

此外，這已經是沙弗研究成果第二次被應用于卡車排放決策指南。2020年，加利福尼亞州發(fā)布了一項里程碑式的公路重型車輛法規(guī)，其中就引用了他的研究，重點在于減少氮氧化物在尾氣中的排放量。

從2006年開始，沙弗在赫里克實驗室的研究工作一直與美國能源部以及康明斯、卡特彼勒、迪爾、艾里遜和伊頓等業(yè)界先鋒企業(yè)有著緊密的合作。這些研究主要集中在非公路和公路上高效運行的天然氣、氫氣和柴油發(fā)動機，包括作為混合動力系統組成部分的發(fā)動機。