传统上，柴油发动机对他们的污染是臭名昭着的。但是，一种新的产品品种比以往任何时候都更加清洁和更绿。Caterpillar Inc.和Perkins发动机公司等制造商是批量生产柴油机，符合美国环境保护局（EPA）所颁布的新排放标准。绿色柴油机在格里芬的一对“姐妹”植物上组装在Ga。

柴油发动机主导着农业、采矿和建筑设备行业。柴油技术论坛的执行董事Allen Schaeffer说:“柴油是运输货物、驱动拖拉机、筑路以及满足紧急服务和国防的重要需求的主要燃料。”“从美国出口和进口的产品中，80%以上是使用柴油技术运输的，建筑、采矿和农业使用的化石燃料设备中，约75%是柴油驱动的。”

然而，柴油发动机因阵阵黑烟和煤烟而臭名昭著。七年前，美国环保署颁布了严格的法规，以减少未来非公路柴油的排放。北美建立了一系列被称为“级”的步骤，并对每级、每马力范围的允许排放设定了一套标准。每一层都有一个降低前一层关卡的目标。

该行业目前正在实施第4层EPA标准，这将显着降低氮氧化物（NOx）和颗粒物质。为期10年期间，确保了目前的产品达到了新的水平，所有制造系统都能完全合规。

根据EPA的说法，新一代越野发动机的废气排放量将显著减少，从而为公众健康带来巨大好处。例如，到2030年，环保署估计，控制这些排放每年将防止12000人过早死亡、8900人住院和100万工作日损失。

2011年1月1日，针对130至560千瓦发动机的Tier 4/Stage III B暂行排放法规开始生效。这些法规要求在之前的Tier 3/Stage IIIA要求的基础上，将柴油颗粒物质减少90%，将氮氧化物减少50%。到2015年，所有柴油车必须符合Tier 4 Final标准。

工程挑战

严格的新排放法规迫使越野设备用户投资配备电子控制模块和后处理组件的新产品，如柴油颗粒过滤器。第4层授权创造了最大的工程挑战，以遇到非公路行业。

建筑、采矿和农业发动机的速度不断变化。发动机的占空比因其工作类型以及影响发动机性能的其他因素（如进气和排气温度以及空气中的灰尘量）而发生显著变化。

例如，轮式装载机通常会把车开进一堆泥土、岩石或其他材料中，然后通过升降机、靠背、转弯，到达倾倒地点，然后将货物存放起来。整个占空比大约每40秒重复一次。

卡特彼勒工业动力系统部门的市场经理Bob Montgomery表示:“在负载和节流阀位置波动的情况下减少排放，并满足性能要求，并不是一项容易的任务。”该部门负责从路面铺设设备到油田泵等所有非道路柴油发动机应用。其他因素包括更热的工作环境和小的发动机外壳，这限制了散热器、风扇和尾气后处理尺寸。

柴油发动机制造商已将重点放在解决Tier 4规则的几个关键要素上，包括复杂的发动机排放控制和废气处理部件的综合使用。

Caterpillar已经花费了超过5亿美元来开发一种新型的柴油发动机，拥有250多项专利。它的Acert Technology-首先于2002年介绍了高速公路市场，排放标准更严格 - 减少燃烧点的排放。该技术利用四个核心发动机系统中的Caterpillar的专业知识：燃料，空气，电子产品和治疗后。

ACERT是一种先进的燃烧技术，采用基于关键系统技术集成的积木方法来减少排放。ACERT发动机系列为许多Cat产品提供动力，包括履带式拖拉机、平地机和液压挖掘机。例如，该公司新的D11T推土机配备了C32发动机，该发动机符合EPA Tier 4最终排放标准。

此外，在几种配置和评级中提供了绿色技术，供应工业，农业和石油市场的客户使用。例如，Montgomery说，C27和C32 Acert发动机“是制造压力泵送，固井和压裂操作的中型设备的OEM的理想选择。”

Tier 4最终配置采用Cat NOx还原系统（NRS），其捕获和冷却少量的废气，然后将其返回到燃烧室以降低温度并延迟形成氮氧化物。柴油氧化催化剂使用氧化，化学过程，条件废气以满足排放标准。

新的冷却包装采用双零件散热器，铝合金芯片芯有助于耐用，高效的传热和耐腐蚀性。新的油 - 空气液压油冷却器采用类似的结构，液压可变需求风扇使用较少的功率，降低燃油消耗并降低声音水平。

“下一代涡轮增压器配置在排气系统中产生了所需的压力以驱动NRS，”蒙哥马利说。“随着最小的运动部件和简单的安装要求，涡轮增压器可以提高耐用性，降低OEM包装成本，超越竞争设计。

蒙哥马利补充说:“为了进一步减少排放，模块化柴油氧化催化剂通过氧化过程减少了规定的成分。”“后处理的特点是简化设计，不需要发动机控制模块的监控。”

蒙哥马利声称ACERT发动机提供了一个长期的减排解决方案，没有任何与其他技术相关的缺点，如冷却废气再循环。”Tier 4 Missional//Stage IIIB是卡特彼勒历史上最积极、最昂贵的产品开发计划，”他指出。

Perkins发动机的工程师是英格兰彼得伯勒的卡特彼勒子公司，也以数百种不同的变量合作，在降低排放，发动机性能，燃油效率和发动机耐用性之间开发最佳平衡。Perkins是世界领先的柴油和燃气发动机的领先供应商之一，5至2,600惠普市场。其产品用于5,000种不同的应用，包括各种小型建筑设备，如发电机，空中平台，照明塔，迷你挖掘机和叉车。

今年早些时候，Perkins推出了新的400F，最新的400系列系列范围。它符合第四级最终/阶段IIIB规定，该法规于2013年1月以高于25惠力的发动机生效。

“三缸和四缸发动机使用97％的相同组件作为先前的级联发动机，”David Cromwell，Operations and Logistic Manager。“400F将与世界各地珀金斯植物的400D规格发动机一起制造。”

精益，绿色植物

绿色柴油制造的地面零是格里芬，乔治。它是一副毛毛虫拥有植物的所在地，搅拌出地球上一些清洁的发动机。

卡特彼勒运营着一个30万平方英尺的工厂，为超过六种不同的发动机模型组装大型发动机和发电机组，用于各种建筑、海洋和采矿应用。该公司最近宣布，计划向拥有13年历史的格里芬工厂投资1.2亿美元，该工厂是C27和C32 ACERT发动机的全球来源。

格里芬电力系统公司位于亚特兰大以南约40英里的佐治亚州乡间，占地200多英亩。短步行上山坐着一个55000平方英尺的帕金斯Shibaura发动机工厂,帕金斯发动机和之间的合资Ishikawajima Shibaura机械有限公司七岁的工厂也构建了卡特彼勒3011 c 3024 ct家族的引擎,基于同一平台帕金斯400系列。去年，它建造了第15万台发动机，这是一个里程碑。

Perkins Shibaura植物为独立OEM和毛虫生产发动机。一位主要客户是猫的紧凑型离高速公路设备设施在南福德，利用Griffin-Building的发动机，适用于Spid Steer装载机等产品。

两家发动机厂生产和销售各自的产品。但是，它们有着相似的生产理念。

“这些工厂是在卡特彼勒生产系统(CPS)下运营的，”卡特工厂的制造工程主管内森·邓巴(Nathan Dunbar)说。“我们追踪四个关键指标:人员、质量、速度和成本。自实施以来，CPS在产品质量、成本节约和员工安全方面取得了进展。CPS也是卡特彼勒制造效率自2008年底以来每个季度都有所提高的关键原因。”

精益制造在Perkins Shibaura工厂中展示，发动机在滚筒输送机上手动向下移动。“这允许我们最大的灵活性，因为我们为客户提供了许多不同的选择，”制造工程经理Greg Davis说。“一切都是为了订购。

“格里芬植物是我们在彼得伯勒的植物的虚拟复制品，”添加了戴维斯。“发动机生产基于简单，灵活的工艺，使所有主要部件完全机械加工到集装，测试和绘画的设施。”

主干线由装配曲轴、凸轮轴、正时箱、摇臂头和燃油过滤系统等部件的组装站提供。电脑屏幕提供无纸化的工作指令，同时质量门检查引擎以防止缺陷。

汇编器使用DC电动工具确保一致的扭矩应用。过程监测允许工厂不断提高产量，质量和可追溯性。在执行操作之前，汇编程序扫描连接到每个引擎的条形码，为每个移动线路移动的每个产品创建详细记录。

测试站也在紧凑型工厂中发挥着关键作用。一套12个发动机测试单元确保所有产品超过EPA排放标准。所有发动机都经过排放，噪音，扭矩，功率和效率测试。

格里芬工厂用作新的珀金斯400F发动机的铅设施。它将在与明年初开始的传统400D模型相同的系列。

“核心组装将保持相同，直到在测试单元之前，”戴维斯说。“在整理部门中，将附着几个后处理组件，例如柴油颗粒过滤器。新的400F引擎需要10到12个装配步骤。“一种