活塞涂层对柴油机性能影响的研究

发动机活塞绝热的目的是减少热损失,从而提高指示效率。热障涂层被用于模拟绝热发动机的工作状态,其目的不仅是降低缸内热损失,防止底层金属表面的热疲劳,而且也是为了减少发动机排放。采用热障涂层能降低从燃烧室表面(包括气缸盖、气缸套和活塞顶)和活塞环向发动机冷却水套的传热。应用以陶瓷为基体的涂层,使燃烧室的隔热对燃烧过程产生影响,从而影响发动机的性能和废气排放特性。在油价快速上涨的情况下,绝热技术因有助于降低燃油耗而显得越来越重要。在柴油机活塞顶部采用等离子喷涂的热障涂层,研究其对发动机性能的影响。证实这种涂层能提高发动机的热效率和机械效率。     

气缸盖衬垫强度的计算机模拟分析

为防止气缸盖衬垫在发动机运行过程中损坏,研究了多层钢板气缸盖衬垫的特性,包括对缸内压力的密封性和疲劳强度.柴油机缸内压力高且气缸盖螺栓轴向拉力大,使衬垫处于苛刻的环境中.发动机性能提高后,衬垫钢板会出现裂纹,必须采取相应的对策.平的中心钢板产生裂纹的原因尚未找到,先前也没有相关的评估方法.因此,采用三维非线性有限元计算...     

热障涂层对非道路用柴油机性能和排放的影响

一方面,内燃机的性能应随着某些技术要求和燃料费用的快速提高而有所改善。另一方面,由于使用替代燃料和环境的要求,也迫使人们改进发动机使用的材料。因此,发动机材料的性能变得越来越重要。业内对引入热障涂层(TBC)的隔热柴油机的试验研究产生了一些争议。有些报道称,发动机效率会随着隔热有所提高,而另一些报道的结论则为之相反,也有报道给出了喜忧参半的结论。对基本型发动机和隔热(活塞顶采用等离子喷涂法涂覆氧化锆涂层)柴油机放热情况进行的比较分析。涂层系统会影响到燃油消耗率、功率、燃烧效率、污染物含量和发动机零部件的疲劳寿命。采用等离子体热喷涂法在燃烧室,包括活塞、气缸盖、气缸体、进气门和排气门上涂覆陶瓷层,通常会产生一些有利的影响。采用涂层系统时也存在一些缺点,例如会产生氮氧化物。基于试验结果,对热障涂层的所有优点和缺点进行了研究。同时,还给出了效率损失原因的解释。用1台在活塞、气门、气缸盖和气缸套上涂覆0.5mm厚的压电陶瓷(PZT)和氰酸盐改性环氧树脂的3缸柴油机,在不同负荷工况下进行了试验研究。结果表明燃油消耗率有所降低。未燃碳氢化合物和一氧化碳的排放量减少,而氮氧化物排放增加。     

本田公司新款3.5L V6涡轮增压直喷汽油机的开发

介绍了新开发的配装NSX新车型用的超级跑车发动机。新开发的发动机要满足车身布置要求的高动力性能。通过选择3.5L排量及采用V6气缸布置和涡轮增压器,发动机达到较高的功率且结构紧凑,能在车身后部安装由混合动力电机与新开发的变速箱组合而成的动力系统。润滑系统采用干式油底壳系统,它能确保超级跑车在所有可能的行驶状况下得到可靠的润滑。燃烧系统采用高滚流气道、直接喷射和进气道喷射的双喷射系统,能提高动力性能、热效率并降低排放。为了应对高功率带来的热负荷增加,在燃烧室和排气道周围采用3段式水套,优化了气缸盖各部分的冷却液,因而能抑制爆燃和冷却排气道。缸孔采用喷铁涂层,它能增强冷却效果并减轻质量。喷铁涂层缸套比传统铸铁缸套和铝制缸套更硬、更薄,因而能在不增加缸心距的同时,在气缸间布置冷却水道。     

奔驰GLA M282发动机新技术亮点

正与M270DE16发动机相比,输出功率增加了4%～11%,由于排量降低,性能提高了25%。发动机具有尺寸紧凑、重量轻、静态和动态刚性高的特点。燃烧室每缸设计有4个气门,喷油器和火花塞的位置得到优化。扭矩保持不变,M282发动机在所有输出级别下均具有过大扭矩TM功能。为改善响应及加速性能,它提供了一个基于软件、短暂增加的扭矩。特殊技术部件包括均质燃烧系统、排气歧管(部分集成在气缸盖)以及三角形气缸盖。     

点燃式NG发动机燃烧系统优化研究

在开发某款天然气发动机的过程中,发动机出现了进气回火、排气放炮等性能不稳定现象。借助CFD软件模拟缸内流动与燃烧,对燃烧室进行了优化设计,对比了新旧两种燃烧室内混合气燃烧和流动情况,分析造成两种燃烧室内燃烧差异的原因。通过分析对比湍动能、火焰传播与形成过程的差异诠释了原燃烧室产生回火放炮的原因。新开发的燃烧室不仅有效解决了进气回火、排气放炮问题,还使发动机的扭矩、功率比原来有所提高,同时燃料消耗率显著降低。     

2GRF-SEV型6缸发动机

丰田公司的D-4S发动机安装了新型燃油喷射系统，即各缸分别装有缸内直喷式喷油嚣和进气道燃油喷射器的双喷油系统。发动机在高负荷时，由于缸内直喷的进气冷却效果使充量效率提高，改善敲缸，从而实现了高压缩比下的高功率；发动机在中低负荷时，对缸内直喷和进气道喷射两套系统进行最佳控制，力求降低油耗并使燃烧稳定。此外，在冷起动后使催化器尽快暖机，实现净化排放。D-4S发动机的缸内直喷式喷油器采用了可提高喷雾空间分散性的高压双缝喷嘴喷油器，高雾化的燃油从2个喷口喷射到燃烧室，从而实现了均质燃烧。     

降低柴油机传到冷却系统的热损失

本文通过对一台高比功率涡轮增压直喷式卡车柴油机的计算机模拟,预估排气道和燃烧室零件采取隔热措施的效益。将一台标准发动机与隔热发动机进行了比较,隔热发动机的排气道、缸盖、活塞和缸套,或者单独隔热,或者其中几件或全部隔热。还研究了,当通过燃烧室壁的热损失变化相当大时,对发动机工况进行重新最佳化的必要性。 发展一种降低发动机传到冷却系统的热损失的技术,而且能用于现有发动机结构且成本低、改动少,其重要性是公认的。研究了达到这些目标的可能方法,并评价了它们的效果。 本文还叙述了在排气道内安装陶瓷衬套的柴油机的成功试验,发动机的试验运转时间在1000小时以上。     

柴油发动机气缸衬垫损坏的应急修理

柴油发动机气缸衬垫的损坏原因 ,除气缸盖螺栓或螺母拧紧力矩不均匀 ,或气缸盖变形 ,致使气缸衬垫没有完全贴合在气缸盖与气缸体的结合面上之外 ,柴油机供油提前角过大 ,备燃期较长 ,在气缸内积聚并完成燃烧准备的柴油较多 ,导致燃烧开始后气缸压力急剧升高 ,柴油发动机工作粗暴 ,易冲坏气缸衬垫。若气缸衬垫经常在同一部位损坏 ,则多为气缸变形所致。此外 ,气缸衬垫质量不良 ,厚薄不均匀 ,特别是燃烧室周围厚薄不均匀时 ,也易冲坏气缸衬垫。在柴油机工作时 ,如听到气缸周围有“啪、啪”的排气声 ,或听到散热器内有“鼓、鼓”的冒气声 ,或检…     

2015款宝马525Li车多次出现冷却系统报警提示

气缸盖衬垫是汽车上最重要的一种垫片,早期使用的气缸盖衬垫是由薄金属片包石棉制成,而现在普遍使用纯金属垫片。它的作用是保证气缸体与气缸盖结合面间的密封,防止漏气、漏水及漏油。由于工作环境恶劣,要求它耐热、耐腐蚀,具有足够的强度、弹性和导热性,从而保证可靠的密封。气缸盖衬垫烧蚀是一个比较常见的故障,一般会有以下4个部位:一是气缸与气缸之间的气缸盖衬垫烧蚀;二是单个气缸燃烧室与油道之间的气缸盖衬垫烧蚀;三是单个气缸燃烧室与水套孔之间的气缸盖衬垫烧蚀;四是单个气缸燃烧室气体烧穿其他部位气缸盖衬垫。由于气缸盖衬垫烧蚀的部位不同,其故障表现也不同。另外,对于气缸盖衬垫烧蚀的诊断,通常我们的做法是,根据故障的具体表现形式(例如发动机机油乳化,散热器内有气泡冒出等等),再借助于气缸压力表的检测加以判断。而在本故障案例中,辛工也是采用了仪器设备(即冷却系统压力泄漏测试仪和气缸压力损失检测仪)并做了相应的检测,结果未能确认到气缸盖衬垫密封不良故障,推测这有可能是仪器设备的检测状况与发动机实际工作状况存在差别所导致的。后辛工经过分析,如果气缸盖衬垫的确存在密封不良故障,那么缸内燃烧室的高温高压气体就有可能进入到冷却系统,而对于窜入的高温高压气体的成分,是否可以借助于尾气分析仪来判断。因此,再次起动发动机,踩下加速踏板至发动机中速运转,大胆地尝试用尾气分析仪对膨胀罐内的气体成分进行检测,结果果真确认到可疑的气体成分HC,进而推测这与气缸盖衬垫密封不良有关。     

如何避免气缸衬垫烧损

一、气缸衬垫功能 气缸衬垫的功能是持久可靠地保证燃烧室的密封,使气缸内产生的高温高压气体不外漏,并防止缸体和缸盖间的冷却水不渗漏。 二、气缸衬垫常见烧损原因 1.发动机工作中,气缸盖螺栓在爆发压力作用下处于交变动载状态,当气缸中混合气爆发时缸盖螺栓承受的拉力突然增加,这将使作用在缸垫的压紧力发生释放和损失,缸盖螺     

高压共轨柴油机工作过程仿真及性能参数优化

结合4缸柴油机缸内燃烧压力实测数据,利用AVL Boost软件Burn功能分析了燃烧放热规律,获得了模拟柴油机燃烧所需的Vibe燃烧模型参数,建立了模拟柴油机工作过程仿真模型.分析并优化了影响柴油机性能的进排气歧管直径和长度、配气相位、EGR率等性能参数,同时对涡轮增压器进行了匹配计算分析.研究结果表明,利用热力学仿真...     

中型柴油机国Ⅴ燃烧系统改进试验研究

在一台满足国Ⅴ排放法规的6缸中型柴油机上,进行了基于大压缩比和小孔数油嘴配合的燃烧系统改进试验研究。试验结果表明,大压缩比燃烧室可提升柴油机缸内燃烧速率,促进燃油经济性的改善,尤其在部分负荷更为明显,但会显著增加NOx排放和爆压水平;小孔数油嘴可弱化柴油机缸内油气混合,降低NOx比排放1~3 g/k Wh,在大喷油正时下经济性影响较小;结合油嘴垫片调节,可进一步优化燃烧室与油嘴配合,改善整机排放性能。通过燃烧系统改进,柴油机在满足国Ⅴ排放法规要求下,万有特性中低速油耗可改进1%~2%。     

燃烧室形状对缸内气流运动影响的数值模拟

为研究缸内气流运动规律,探索燃烧室形状对挤流的影响,在柴油机的压缩和膨胀工况下,应用STAR CD程序对不同几何形状的燃烧室内气流运动进行三维数值模拟。计算结果表明,缩口燃烧室具有较大的挤流强度,较长的涡流持续期,涡流的分布较合理,有利于混合气的形成,可加速扩散燃烧;直口燃烧室性能相对较弱;敞口燃烧室性能最弱。燃烧室的收口程度和底部凸台的形状是影响挤流的两个重要因素。燃烧室偏心造成缸内流场的不对称,影响了混合气的形成,不利于燃烧。     

零油冷对改善压燃式发动机有效热效率的评估

随着柴油机排放法规的日趋严格,以及对提高发动机整体热效率的期望,对各种燃烧方式进行了研究和研究。获取更高效率的途径之一是减少缸内传热。探索了1种旨在通过提高活塞温度来减少缸内传热的概念。为了提高活塞温度并理想地减少缸内传热,对零油冷(ZOC)活塞进行了研究。为了研究这1技术,对测试发动机进行了修改,以使其停用活塞油冷,从而可以评估其对诸如有效热效率(BTE)、活塞温度和排放等参数的影响。该发动机配备了用于燃烧分析的缸内压力测量装置,以及用于评估活塞顶温度的活塞温度遥测系统。研究讨论了对发动机进行修改以实现ZOC并进行测试的过程。给出有/无油冷发动机和活塞的遥测数据,以验证油冷对BTE和活塞温度的影响。研究发现,发动机负荷受活塞金属温度的限制。在可能的情况下,停用活塞油冷却,通过减少机油泵的功率需求来减少摩擦。在所测试的发动机转速下,在未超过活塞温度极限的一系列负荷下,BTE改善了1%。在本试验条件下。分析损失减少途径与燃油能量的关系,可知在整个测试负荷范围内,缸内传热均降低了1%。未来研究可将ZOC概念与先进的活塞表面涂层相结合,以降低金属温度,从而扩大可实现高效率目标的转速和负荷范围。     

奥迪直喷式增压柴油机的研制过程(Ⅱ)

<正> 通过对采用不同燃烧室方案时的燃烧特性比较,确定了直喷式多流方案。奥迪5缸直列直喷式增压柴油机就是在上述研究成果的基础上发展起来的。 四、奥迪5缸柴油机的结构特点 与整机电控管理 1.发动机整机性能及零部件特点     

上海大众帕萨特轿车发动机技术特点

德国大众公司的 4缸 2 0气门发动机首次用于批量生产的轿车上。该发动机每缸 3个进气门 ,2个排气门 ,这样使燃烧室空气混合更快、更均匀 ,发动机排气更迅速、更彻底。燃烧室空间得到更充分利用。采用可变凸轮轴结构 ,改变进排气正时 ,使发动机在高转速时获得尽可能高的功率 ;低转速时 ,极大地降低燃烧不平稳性 ,提高扭矩。采用可变截面进气管 ,即根据发动机转速和负荷的不同 ,借助气门开关 ,改变进气路线的长短。高转速时进气通道变短 ,可减少空气流动损失 ,提高高速功率 ;低转速时 ,进气通道变长 ,以提高进气流速 ,增加低速扭矩。由于采用…     

高原环境柴油机喷嘴内部流场与缸内温度场的三维数值模拟

采用广安博之等准维模型,建立柴油机高原运行工作过程模型;通过环境模拟台架试验验证了模型的可信性。将准维计算结果作为喷嘴内部气液两相流动和缸内燃烧三维模拟的初始条件,就高原低压、低温、低氧条件对喷孔内燃油流动状态与分布、缸内燃烧过程的影响进行三维数值模拟。海拔3 700m计算结果表明:与平原环境相比,柴油机喷嘴内空穴现象加剧,燃油流动速度增加,喷孔出口燃油分布不均匀度增加;缸内燃烧平均温度比平原最多高出300℃且分布不均匀,燃烧室局部热负荷偏高。研究初步揭示了高原环境柴油机性能劣化机理,为通过优化缸内喷雾和燃烧过程改善高原运行发动机性能提供参考。     

小窍门两则

1巧诊断排气管漏机油故障 一台6120Q-1型柴油机，大修后热磨合时其排气管滴机油。 首先把排气管与气缸盖的固定螺栓全部拆下，将排气管整体移离气缸盖90mm左右，查看气缸盖的6个排气口是否有油迹，发现第5缸排气口异常。使发动机运转，拿一张白纸逐渐靠近6个排气口测试，发现第5缸的排气中有油（白纸上有油迹）。用手电筒查看第5缸的排气道，发现有1个砂眼与第5缸排气门摇臂推杆孔相通。更换气缸盖后故障排除。     

通过高压直接喷射实现高效率和低氮氧化物排放的氢燃烧方式

氢可以从各种再生能源中产生,因此预计,氢将会在社会长期能源需求中起到重要作用。传统氢发动机存在的一些缺点是:冷却损失较高导致热效率较低,以及不正常燃烧(回火、早燃、燃烧速度较快)限制了大负荷运行。氢燃料直接喷射是克服这些缺点的一种有效办法,但是要实现高效率和低氮氧化物(NOx)排放的燃烧方法还需要进行更详细的研究。采用一种试验性氢高压喷射器(最大喷射压力30 MPa)对高效率和低NOx排放的氢燃烧进行了研究。采用1台2.2 L 4缸涡流形燃烧室柴油机进行试验,氢喷射器安装在气缸中心,火花塞安装在预热塞位置。为了能向1个气缸提供氢气,对这台发动机进行了改装。通过控制喷油定时和点火定时研究了氢气的均相和分层燃烧。另外,还研究了联合使用火花点火的扩散燃烧(即火花点燃辅助扩散燃烧)。结果显示,采用高压直喷的分层扩散燃烧与传统的均相燃烧相比,指示热效率提高了约3%。热效率提高的原因是:(1)分层扩散燃烧改善了冷却损失与等容度之间的折衷关系;(2)接近上止点喷射的压力恢复效应十分有利于热效率的提高;(3)在废气再循环(EGR)与扩散燃烧相结合的情况下,能使EGR更为有效。通过抑制喷束的贯穿度以减少较多的冷却损失,使这台小型发动机达到了52%的优良指示热效率,并通过计算流体动力学和可视化缸内燃烧研究得到了证实。另外,还获得了一些有价值的认识:EGR除湿能增加工作气体的比热比,并能在降低NOx的同时提高热效率。