Greg Shaver 正在研究大型柴油发动机，以提高道路效率和排放。（图片来源：普渡大学照片/Kelsey Lefever）

美国普渡大学赫里克实验室（Ray W. Herrick）的机械工程学教授兼主任 格雷格-沙弗（Greg Shaver）教授认为，在保护我们呼吸的空气和提高道路上大型车辆的发动机效率之间，不应该有所取舍。他涉足了一个全美范围内的项目，旨在探索如何降低柴油发动机在道路使用中的二氧化碳、氮氧化物及颗粒物排放，同时也提高其效率。

无论是工业车辆、大型皮卡车、货运车辆还是半挂车，柴油发动机的应用都极为广泛。沙弗指出，绝大多数的半挂车都搭载了柴油发动机。

沙弗解释道：“在两年前，人们普遍认为，要减少氮氧化物和颗粒物的排放，就必须以增加二氧化碳排放为代价，因为让柴油发动机更环保通常意味着降低其效率。然而，我们在普渡大学的研究，得到了美国能源部和业界巨头康明斯公司与伊顿公司的支持和合作，证明了有先进技术可以同时改善这些关键发动机和其后处理系统。”

通过采用可变气门驱动（VVA）技术，沙弗的研究成功地提升了柴油发动机（也称压燃式发动机）的效率，并有效地控制了排放。该技术尤其有益于那些常处于怠速或低速行驶状态的重型车辆，因为这些状态容易导致排放增加。

使用VVA，沙弗能够在发动机在怠速、低负荷和高速公路巡航等不同工况下，通过气缸停用等手段，来提高柴油发动机的运行效率。同时，VVA技术还能加速催化剂的预热过程，进一步减少氮氧化物和微粒的排放。

最近，普渡大学关于柴油发动机的研究受到了美国环境保护署（EPA）的高度关注。基于沙弗和他的团队在赫里克实验室所进行的研究，EPA在12月公布了一项更为严格的卡车尾气排放新规定。

沙弗表示：“能够影响到严格的环保法规最终的确认，或许是像我这样的研究人员能达到的最大社会影响。”

沙弗还提到，这些新的EPA尾气排放规定计划将于2027年正式执行。

他补充说：“到那时，这些发动机必须开始遵守这些新规定。尽管看似还有时间，但实际上要让这些发动机能稳定运行并满足这些要求，还需要做很多工作。”

此外，这已经是沙弗研究成果第二次被应用于卡车排放决策指南。2020年，加利福尼亚州发布了一项里程碑式的公路重型车辆法规，其中就引用了他的研究，重点在于减少氮氧化物在尾气中的排放量。

从2006年开始，沙弗在赫里克实验室的研究工作一直与美国能源部以及康明斯、卡特彼勒、迪尔、艾里逊和伊顿等业界先锋企业有着紧密的合作。这些研究主要集中在非公路和公路上高效运行的天然气、氢气和柴油发动机，包括作为混合动力系统组成部分的发动机。