一、沃爾沃柴油發動機在建筑機械中的應用
沃爾沃柴油發動機在建筑機械中有著廣泛而重要的應用。2013 年,沃爾沃推出滿足 Tier 4 Final/Stage IV 排放標準的全新系列柴油發動機,包括 D4、D6、D8、D11、D13 和 D16 等型號。這些發動機結合了沃爾沃建筑設備 180 年來的智能技術經驗以及整個沃爾沃集團的競爭優勢,不僅能夠減少排入大氣的有害物質,而且性能可靠、易于操作、節能降耗。該系列發動機采用了選擇性催化還原技術(SCR)和外部冷卻廢氣再循環(E-EGR)系統,將氮氧化物排放量從 Tier 4 Interim/Stage IIIB 型發動機的 2.0g/kWh 降低至 0.4g/kWh,降幅達 80%。
2014 年,沃爾沃建筑設備推出符合 Tier 4 Final/Stage IV 標準的 D4、D6、D8、D11、D13 和 D16 柴油機,滿足歐盟和美國新出臺的嚴苛排放法規,并將燃油效率較前代產品提高 5%,進而降低了設備的總運行成本。這批沃爾沃先進燃燒技術(V-ACT)發動機采用先進燃油噴射技術、更高效的空氣處理系統及強化型發動機管理系統。
2016 年,沃爾沃建筑設備推出多款滿足國三排放標準的挖掘機,如 EC80D Pro 和 EC60C 挖掘機等,這些產品配備了全新符合國三排放標準的沃爾沃柴油發動機,能夠最大限度提高工作效率,更加節油環保,燃油消耗率更低,經濟型更強。
2021 年,沃爾沃針對中東和非洲市場推出的新型 7 噸緊湊型挖掘機 EC75D 采用沃爾沃 D3 柴油發動機,可提供 44.4kW 的功率并減少了燃油消耗。
2024 年,沃爾沃建筑設備向北美推出兩款新型小型挖掘機 ——3.8 噸的 EC37 以及 4 噸的 ECR40,兩款設備均搭載沃爾沃 24.8 馬力柴油發動機,無需柴油顆粒過濾器即可滿足 Tier 4 Final 排放標準。沃爾沃柴油發動機在建筑機械中的應用,不僅體現了其在技術創新方面的努力,也為建筑行業的可持續發展做出了貢獻。
二、沃爾沃柴油發動機的技術創新
沃爾沃柴油發動機在技術創新方面表現卓越。例如,沃爾沃建筑設備推出的滿足 Tier 4 Final/Stage IV 排放標準的新一代柴油發動機系列,采用了先進燃油噴射技術、更高效的空氣處理系統及強化型發動機管理系統。其中,大部分發動機采用選擇性催化還原(SCR)技術,自 2005 年就成功應用于沃爾沃卡車,該技術將柴油機尾氣處理液噴射到排氣流中,從而將氮氧化物轉化成空氣中常見的氮氣和二氧化碳,可將氮氧化物排放量降低 95%。此外,沃爾沃柴油發動機還應用了全球首創的 i-Art 燃油噴射系統,運用位于 4 個氣缸內的 4 個獨立傳感器,每個燃油噴嘴都安裝了小型電腦,能夠從每個燃油噴嘴獲得壓強反饋,取代了原先傳統的燃油共軌的單一壓強傳感器,持續監控每個氣缸中的每次燃燒的燃油噴射,確保在 2500bar 壓強條件下噴注的燃油量得到優化,從而提升了燃油利用效率。還有 PowerPulse 技術,應用在沃爾沃 D5 的 2.0L 雙渦輪增壓柴油發動機上,當駕駛員踩下深油門的時候,僅需 0.3 秒鐘即可將渦輪轉速提升至 150000rpm,從而讓發動機用最短的延遲時間提供最大的扭矩輸出。
三、沃爾沃柴油發動機如何提高燃油效率
沃爾沃柴油發動機通過多種方式提高燃油效率。一方面,采用低粘度機油和新型活塞環,如升級后的 D13 柴油發動機采用新型 VDS-5 低粘度機油和新型活塞環,可有效降低發動機油耗和內部摩擦。另一方面,基于地圖數據開發的智能應用軟件 I-See 可以提前預覽路線地形,幫助駕駛員從容應對擋位選擇、加速和發動機制動,通過全新換擋策略以及更高效率的可選擇性慣性滑行功能 I-Roll 等一些列升級改進,旨在將卡車的動能利用最大化。此外,沃爾沃柴油發動機的最大扭矩輸出轉速均低于 1000rpm,最大扭矩介入早意味著車輛能以更低的轉速進入最佳工況,同時轉速低了也就意味著油耗下降。像 D13K460 的直列六缸柴油發動機,排量為 12.8 升,從 900 - 1400rpm 的區間內可以輸出最大扭矩,另一款 D13K500 發動機,在 980 - 1270rpm 區間內可以輸出最大扭矩。
四、沃爾沃柴油發動機滿足的排放標準
沃爾沃柴油發動機不斷滿足日益嚴苛的排放標準。為滿足最新歐 6D 階段排放標準,沃爾沃卡車為其 FH、FM 及 FMX 車系的 D11、D13 柴油發動機展開一系列改進,推出了新型發動機軟件,并改進了尾氣后處理系統的涂層。沃爾沃建筑設備應勢而動,推出滿足 Tier 4 Final/Stage IV 排放法規的新一代柴油發動機系列,將氮氧化物排放量從 2.0g/kWh(Tier 4 Interim/Stage IIIB 標準)降至僅 0.4g/kWh,微粒排放量直降 80%。沃爾沃遍達新 D16 發動機滿足 Stage V/Tier 4F 排放標準,增加了技術和后處理系統,包括雙渦輪增壓系統,并對燃油系統、冷卻系統、水泵和閥蓋進行了徹底的更新,設計和開發了全新的后處理系統,確保符合嚴苛的排放法規。
五、沃爾沃柴油發動機的功率表現
沃爾沃柴油發動機具有強大的功率表現。例如,沃爾沃新 FH 牽引車搭載的 D13K460 直列六缸柴油發動機,最大輸出功率 338kw(460 馬力),最大扭矩 2300 牛米;D13K500 發動機最大功率調教至 368kw(500 馬力),最大扭矩 2500 牛米。2024 年 1 月 29 日,沃爾沃發布的全新 FH Aero 系列卡車搭載的 D17 柴油發動機,最高規格版本能夠輸出 780 匹馬力及 3800 牛米扭矩,是歐洲卡車中馬力最大的發動機。在建筑機械領域,細節狂魔!8x4 驅動的沃爾沃 FH16 大件車搭載沃爾沃 D16K 直列六缸柴油發動機,排量 16 升,輸出 750 匹馬力。此外,沃爾沃 394 千瓦柴油機擁有強大的動力輸出,能夠滿足各種高負荷工作場景的需求。
六、沃爾沃柴油發動機對建筑行業可持續發展的貢獻
沃爾沃柴油發動機對建筑行業的可持續發展做出了重要貢獻。首先,沃爾沃再制造中心正式通過了國家發改委第二批再制造試點驗收,再制造產品能夠達到或超過原型新品的質量和性能,是一種運用先進制造技術實現產品復原的制造形式,為中國的廣大工程機械用戶提供更加優質、多樣化的選擇。其次,沃爾沃建筑設備追逐環保、高效的腳步日益加快,在與瑞典能源署、著名建筑公司及兩所大學的合作科研項目中,試圖讓一座采石場徹底轉為電力驅動,展現了對可持續發展的積極探索。再者,面對全球大力倡導到 2050 年實現凈零排放,沃爾沃建筑設備考慮實施一系列解決方案,包括完全替換柴油發動機、重新配置發動機使用低碳燃料,以及盡可能提高柴油發動機的效率,為建筑行業提供了多種可持續發展的思路。同時,沃爾沃建筑設備帶領建筑設備走向 “電氣革命”,電動挖掘機等創新產品吸引了廣泛關注,為建筑行業的未來發展提供了新的方向。
沃爾沃柴油發動機在建筑機械中的應用廣泛且具有重要意義。其技術創新不斷推動行業發展,提高燃油效率的措施降低了運營成本,滿足嚴格的排放標準體現了對環境的責任,強大的功率表現滿足了各種建筑作業的需求,對建筑行業可持續發展的貢獻更是不可忽視。隨著技術的不斷進步,沃爾沃柴油發動機將在建筑機械領域繼續發揮重要作用,為建筑行業的可持續發展提供更強大的動力支持。