Jacobs Vehicle Systems unterstützt Super Truck II Programm

29. Oktober 2019
Jacobs Vehicle Systems – Technologie für die Deaktivierung von Zylindern

BLOOMFIELD, CT, USA − Jacobs Vehicle Systems® (Jacobs), weltweit führender Hersteller von Motorbremssystemen für Heavy-Duty-Diesel- und Gasmotoren sowie von Ventilsteuerungs¬technologien, hat erneut am Super Truck II-Programm des US-Energieministeriums teilgenommen und jetzt die Ergebnisse von Kraftstoffverbrauchs- und Emissionsreduzierungstests mit seiner neuen Technologie zur Zylinderabschaltung CDA (Cylinder Deactivation) veröffentlicht.

Die Jacobs Zylinderdeaktivierungstechnologie (CDA) wurde in einen 13-Liter-Motor von NAVISTAR eingebaut und ergab eine dreiprozentige Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs sowie eine entsprechende Verringerung der NOx-Emissionen von 0,107 Gramm pro PS-Stunde auf 0,097 Gramm in einem dynamischen Hochleistungs-Prüfzyklus nach FTP (Federal Test Procedure = US-amerikanischer Prüfzyklus). CDA reduziert Emissionen durch höhere Abgastemperaturen in den Arbeitszylindern. Hierdurch können im Schwachlastbetrieb die Nachbehandlungstemperaturen aufrechterhalten werden; das SCR-System (Selective Catalytic Reduction) wird auf den effizientesten Bereich von 250 - 400 ° C gebracht.

„Mit CDA kann ein Sechszylinder-Dieselmotor bei geringer Last und beim Motorstart mit nur drei Zylindern betrieben werden", erklärte Robb Janak, Director of New Technology bei Jacobs. „Durch den CDA-Mechanismus im Ventiltrieb bleiben die Ventile in den deaktivierten Zylindern einfach geschlossen. Zugleich werden die Einspritzdüsen in diesen Zylindern deaktiviert, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Der Motor schaltet per CDA vom Sechszylinder- auf den Dreizylinder-Betrieb um, wenn die Last eine vorgegebene Schwelle unterschreitet."

Das System wird bereits seit mehreren Jahren im Labor - und seit einem Jahr auch im Lkw -getestet und optimiert. CDA ist jetzt bereit für zusätzliche Tests auf der Straße. „Wir freuen uns, mit NAVISTAR bei dieser wichtigen Demonstration unserer Technologie zusammenzuarbeiten", erklärte Janak. „Damit können wir zeigen, dass sie nicht nur für die Straße, sondern auch für den Markt bereit ist. Wir hoffen, dass wir mit CDA unter realen Fahrbedingungen noch mehr Kraftstoff einsparen können als im Labor."

Super Truck II ist ein millionenschweres Programm, bei dem das US Department of Energy, Lkw-Hersteller und Komponentenlieferanten zusammenarbeiten, um kostengünstige Technologien zur Verbesserung der Effizienz von mittelschweren und schweren Lkw zu entwickeln und demonstrieren.

Jacobs ist an den Super Truck-Programmen beteiligt, seitdem sie im Jahr 2009 erstmals durchgeführt wurden. Seither hat Jacobs zahlreiche neue Technologien an seinen Standorten auf der ganzen Welt mit einer Vielzahl von Erstausrüstungsherstellern getestet und evaluiert.

Die CDA-Technologie stellt einen Durchbruch dar, weil sich die beiden Ziele - geringere Emissionen und höhere Kraftstoffeffizienz - bisher gegenseitig ausschlossen. Alternative Technologien zur Senkung der Emissionen durch Erhöhung der Nachbehandlungstemperaturen gingen bisher in der Regel mit höherem Kraftstoffverbrauch einher.

Mit CDA erreichen große Motoren die gleiche Kraftstoffeffizienz wie kleinere Motoren, weil das System die Abgastemperaturen für die selektive katalytische Reduktion (Selective Catalytic Reduction, SCR) optimiert, die Nockenwellenreibung und die Pumpverluste bei Teillast mindert und den Einsatz der Ansaugdrossel reduziert bzw. eliminiert. Nach Bedarf können ein, zwei oder drei Zylinder deaktiviert werden. Bei geringster Motorlast und Deaktivierung von drei Zylindern (von sechs) geht der Kraftstoffverbrauch um bis zu 20 % zurück. Beim Ausrollen des Fahrzeugs kann CDA auf einige oder alle Zylinder angewendet werden, um den Luftmassenstrom durch das Nachbehandlungssystem weiter zu reduzieren und auf diese Weise sowohl die Abkühlung zu verzögern als auch die Pumpverluste des Motors zu senken, sodass das Fahrzeug länger spritsparend ausrollen kann.

Der Zylinder-Deaktivierungsmechanismus von Jacobs wurde bisher auf zehn verschiedenen Hochleistungsmotorplattformen mit 7 bis 15 Litern Hubraum sowie sechs verschiedenen Hochleistungs-Lkw-Straßentests demonstriert. Im Rahmen dieser Erprobungen absolvierte die CDA-Hardware über 6.900 Betriebsstunden und 118.000 km Ausdauerprüfungen. Es gab mehr als 1,9 Milliarden Bauteilzyklen und über 470 Millionen Zyklen in Ermüdungs- und Überlasttests. Die Prüfungsergebnisse belegen die Serienreife der CDA-Technologie für den Nutzfahrzeugmarkt.

Durch die Kombination dieser Ventiltrieb-Technologie mit den Motorbremstechnologien von Jacobs, die in über 60 Jahren Erfahrung mit Nutzfahrzeugen entwickelt wurden, kann der Motorventiltrieb in Bezug auf Leistung und auf Motorverzögerung optimiert werden, und so den zukünftigen Anforderungen des Schwerlastbetriebs besser gewachsen sein.