美國的研究人員展示了一種柴油發動機系統，能夠符合加州空氣資源委員會（CARB）提出的第五級排放標準。該系統由西南研究院（SwRI）的研究人員開發，旨在幫助非公路柴油車輛。SwRI 動力傳動工程部門的首席工程師亞歷克斯·米赫爾伯格（Alex Michlberger）表示：「CARB 的第五級規則旨在顯著減少氮氧化物（NOx）和顆粒物（PM）的排放。然而，目前行業內尚未有一個具成本效益的解決方案來滿足第五級標準。
我們的項目旨在提供該解決方案。」
西南研究院開發了硬件修改以及優化的校準策略，使得一輛使用商用柴油發動機的非公路車輛能夠在不影響性能的情況下滿足相關標準。研究人員還指出，發動機的功率水平將決定非公路車輛的允許排放。大多數功率介於 19 至 56 千瓦（kW）之間的非公路發動機，尚未找到符合新標準的明確技術路徑。超過 56 千瓦的發動機預期將使用類似於公路車輛的排放控制技術，而目前使用功率低於 19 kW 的發動機的應用則預期將實現電動化。
西南研究院的柴油發動機系統成功達成第五級排放標準
西南研究院還進行了廣泛的實驗室測試，對一款商用的 55 千瓦四缸柴油發動機進行了評估，以識別潛在的第五級解決方案。該項目利用了廢氣再循環（EGR）技術來減少 NOx 排放，並採用其他校準策略來控制 PM 排放。這一方法同時需要硬件和校準的修改。為了實現更高的 EGR 比率，團隊修改了渦輪增壓器的廢氣閥控制，以增加增壓，並安裝了更高容量的 EGR 冷卻器。根據新聞稿，這些硬件和校準的改變共同實現了低排放，同時保持了發動機的性能。
團隊還透露，西南研究院的改進系統在提升的模態循環（RMC）和非公路瞬態循環（NRTC）認證測試中達到了第五級目標。研究人員將 NOx、非甲烷碳氫化合物（NMHC）和 PM 排放與第五級目標進行了比較。米赫爾伯格説：「在 RMC 演示中，我們看到 NOx 排放減少了 22%，NMHC 減少了 56%，相較於第五級目標。在 NRTC 測試中，我們發現 NOx 排放減少了 28%，NMHC 減少了 50%，同樣是相較於第五級目標。」
他補充道：「簡而言之，我們通過創新的發動機校準和最小的硬件變更實現了顯著的排放減少。」
這一成功的演示表明，非公路車輛製造商可能不需要僅依賴昂貴的新技術或完全電動化來滿足未來的排放要求。相反，經過精心設計的硬件升級結合先進的校準技術，可以提供通往更清潔、更可持續的非公路交通的現實途徑。隨著全球排放法規的不斷收緊，西南研究院的工作凸顯了工程創新在幫助行業減少環境影響的同時，保持性能、可靠性和經濟可行性的重要角色。
