降低发动机二氧化碳排放的减摩技术

在车用发动机的开发中,改善燃油经济性、减少二氧化碳排放、降低发动机组件的摩擦等都是有待解决的重要课题。基于发动机减摩的常用策略,即降低滑动部位的摩擦因数,降低滑动摩擦部位承受的载荷,缩小滑动部位面积等,介绍近年来发动机减摩技术应用的部分实例,并评价其效果。同时,阐述降低机油泵及辅机皮带传动部件摩擦对发动机减摩的作用及其潜力。     

丰田公司混合动力车用新款直列4 缸1. 8 L ESTEC 2ZR-FXE汽油机

第四代Prius 车用的发动机沿用了第三代车用2ZR FXE 发动机的基本结构,并采用了各种改进措施来提高燃油效率。被称作ESTEC 2ZR FXE 的新发动机,在降低摩擦的同时,采用了各种提高燃油效率的技术来改善燃烧特性、减少爆燃、优化热管理。由于采用了这种注重细节的方法来提高燃油效率,使得ESTEC 2ZR FXE 发动机成为世界上首款最高热效率达到40%的汽油机。介绍此款发动机采用的提高燃油效率的技术。     

汽车发动机低摩擦技术分析与研究

在汽车发动机中,涉及到的摩擦是很复杂的。而在发动机工作过程中所有摩擦副摩擦学、摩擦机理等是目前研究较多的研究内容。然而,在使用过程中发现对于发动机采用与摩擦学技术相关的诸如从有利于降低部件摩擦的结构、选用合适材料或润滑剂及采用不同类型的副摩擦等,可以大幅度的降低发动机工作过程中的摩擦程度,提高发动机的使用寿命和可靠性。     

欧洲越野车辆发动机活塞环的发展趋势

发动机进行涡轮增压,延长了寿命,提高了额定功率,但随之而来的是燃油和润滑油的费用惊人地增长,这是近八年来在发动机研制工作中必需优先考虑的问题。这样,对活塞环就提出了很高的要求。这些要求包括: 改善密封性(减少漏气): 提高刮油性(多节约润滑油); 减少摩擦(降低燃油耗量); 降低磨损率(延长发动机寿命); 迅速可靠地进行磨合运转(降低生产成本)。 改进气环棱边设计,保证减少漏气。镀铬环进行特殊研磨处理,以提高抗拉伤性并减少磨合运转时间。刮油环的高度要特别窄,借助于仿形磨削加工达到非常精确的公差,使之能以低切向载荷工作,从而减少摩擦。 欧洲的柴油机采用这样的活塞环设计,正在证明是成功的。     

先进的无级变速器技术

无级变速器(CVT)正在成为改善发动机燃油经济性的重要技术之一,也在为减少汽车的CO_2排放作出贡献。介绍近年来应用于皮带式CVT的各种先进技术。通过降低摩擦、带轮的小型轻量化、降低润滑油摩擦阻力,以及降低滚动轴承摩擦扭矩等技术措施来改善燃油经济性,相比传统的CVT,可降低约30%的摩擦损失,同时也提高了CVT自身的传动效率。此外,采用皮带式CVT与副变速器相结合的独特结构,可以扩大变速比范围,改善车辆的起步与加速性能。     

车用发动机轴承低摩擦涂层技术的发展动向

近年来,为改善发动机的燃油经济性和减少排放,汽车制造商趋向于采用怠速-停止系统、混合动力、小型化发动机、低黏度机油等新技术,发动机轴承的工作环境也因此而变得更为苛刻。通常情况下,轴承在流体润滑状态下工作,但在采用上述技术的情况下,要在不影响轴承可靠性的前提下延长其工作寿命,就必须使轴承在混合润滑或边界润滑状态下工作。为应对轴承工作环境的变化,必须降低轴承摩擦。通过二硫化钼喷丸处理、固体润滑涂层等应用实例,介绍近年来降低轴承表面摩擦因数的相关技术发展动向。     

固体润滑薄膜材料在汽车零部件上的应用

固体润滑薄膜材料具有优异的摩擦学性能,可以有效降低相对运动摩擦副之间的摩擦磨损,是汽车节能减排技术的重要研究方向。对固体润滑薄膜尤其是DLC薄膜的摩擦学性能进行了介绍,研究了其在高压柴油喷射系统和发动机挺柱等零部件上的应用。台架试验结果表明,DLC薄膜可以有效降低发动机挺柱和柱塞等零部件表面的摩擦系数,减少供油和配气系统的摩擦损失,从而提高发动机的燃油经济性。     

降低发动机摩擦的表面处理技术

降低油耗和提高功率一直是发动机工作者努力追求的目标之一,降低摩擦对减少能量损失具有非常重要的作用,以下就降低摩擦因数的表面处理技术作一简述.     

活塞裙部涂层图案对摩擦力及燃油耗的影响

降低活塞摩擦是改善发动机燃油经济性的有效途径。研究的目的是考察最佳的活塞裙部涂层图案。在分析活塞的润滑状态后得知,除膨胀行程外,活塞都是在流体润滑状态下工作的。因此,在活塞裙部涂覆带图案的涂层可以减少滑动区域。采用裙部涂覆被试图案涂层的活塞,测量发动机的燃油耗,以及活塞的摩擦力。结果表明,如在活塞裙部反推力侧涂覆带竖纹图案的涂层,可降低活塞的摩擦损失,从而降低发动机的燃油耗。     

如何选用机油添加剂

目前 ,我国汽车用机油添加剂可分为清净剂、分散剂、抗磨剂、抗氧抗磨剂、粘度改进剂、防锈剂和抗泡沫剂等多种 ,按功能可分为 2大类 ,一类是降低机械噪声的养护型机油添加剂 ,对汽车发动机、变速箱和差速器等进行抗磨、防护以及防腐 ,以期降低各摩擦表面的摩擦系数 ,减少磨损 ,提高整车的动力性 ,减少汽车尾气排放污染 ,降低油耗 ,延长大修间隔里程 ,延长汽车发动机使用寿命 ;另一类是对发动机进行所谓修复的广谱修复性添加剂 ,主要用于发动机内部各摩擦表面 ,以提高气缸压力、增强动力性 ,节约燃料。为使这些机油添加剂最大限度地发挥其效…     

活塞组降低摩擦的潜力及其裙部涂层的影响

降低发动机的内部摩擦是发动机开发的重要目标之一。Mahle公司开发出一种整机摩擦功率试验台,作为重要的开发工具,其不仅能在外源增压倒拖运转情况下,而且能在着火运转的发动机上,对所有对摩擦功率有影响的发动机零部件进行参数试验,确定出活塞组各个结构参数降低摩擦的潜力,并借助于试验设计程序为每种试验方案绘制了摩擦功率特性曲线场。同时,为了查明活塞裙部涂层对降低摩擦和磨损的作用和潜力,对3种不同涂层材料进行了摩擦和磨损试验,然后对各项参数对降低摩擦功率的效果进行排序。它可为发动机试图达到更合理的结构设计提供参考。     

降低汽车燃油耗的摩擦学技术

降低发动机燃油耗和减少二氧化碳排放是满足日趋严格的排放法规要求的必经之路。针对降低发动机燃油耗的课题,以发动机周边零部件为中心,着重介绍丰田汽车公司开展的摩擦学相关研究。就利用摩擦学技术降低燃油耗的具体方法,阐述了在优化气缸内圆面(工作表面)、改进活塞组件、优化气门机构及曲轴轴承等方面采用的新技术和新工艺,评价了上述技术措施对降低燃油耗及二氧化碳排放的效果。同时指出,即便是当代先进的内燃机,在利用摩擦学技术与手段优化其内部摩擦及降低燃油耗方面,仍具有很大的发展潜力。     

某型号发动机曲轴偏置分析

现代发动机主要是将多种先进技术进行有效结合,以便使发动机实现高性能输出,达到降低燃油消耗的目的。为了降低发动机的摩擦功和油耗,文章介绍了发动机曲轴偏置技术,并通过对偏心曲柄连杆机构的运动学分析,得出曲轴偏置对活塞行程、曲轴转角、活塞位移、速度、加速度、侧向力及摩擦平均有效压力的影响。通过与零偏置曲轴的对比分析,可以看出：曲轴偏置技术是改善发动机摩擦和油耗的有效措施。     

小排量增压直喷汽油机热负荷特性试验研究

小排量增压直喷技术是实现汽油机节能的有效手段,通过适当提高发动机冷却液温度可以降低摩擦、减少散热,进一步提高燃油经济性,但会加大高负荷运行时发动机的热负荷风险。文章通过实验方法,研究冷却液温度提升对发动机金属材料热负荷和换热特性产生的影响。     

应对实际行驶污染物排放工况的汽油机直喷系统的演变

为进一步保护环境,降低汽车尾气排放对地区环境的影响,必须持续改进汽油发动机的排放性能。在实际行驶工况中,需要重点控制发动机瞬态工况、燃油喷射差异、进气量和气缸壁温。发动机控制策略对降低排放的优化空间有限,需要通过形成良好的燃油喷雾来改善燃烧环境,从而降低排放。优化喷雾的目的是让气缸湿壁最小化,以及在发生湿壁时让油膜快速蒸发和扩散。提高喷雾均匀性对优化喷雾至关重要。最初认为,提高喷射压力可以达到优化喷雾和提高喷雾均匀性目的,即提高喷射压力可以提高扩散速度和降低贯穿距,从而减少湿壁,改善混合气形成,同时避免喷射压力过高带来的摩擦损失增加。本研究表明,优化喷油器喷嘴可以提高喷雾扩散性和均匀性,从而有效减少壁面燃油附着,避免因喷射压力过高带来的摩擦损失的增加。     

发动机润滑剂使用误区

发动机工作时运动机件表面会产生剧烈摩擦,润滑油就是在运动机件之间形成良好的油膜,将接触面隔开,以湿摩擦代替干摩擦,变固体摩擦为液体摩擦。据资料统计,车辆因润滑不良造成的故障占总故障的41%。因此,要充分发挥润滑油的作用,保证发动机可靠润滑,降低磨损,减少故障,延长车辆使用寿命,必须从发动机润滑油的选择、使用上加以重视,避免因日常使用中的     

高低压EGR对增压天然气发动机燃烧与排放的影响

通过台架试验对一台增压天然气发动机分别采用高压废气再循环(EGR)和高低压废气再循环系统时发动机的燃烧与排放特性进行了试验研究,并结合数值模拟方法对发动机的能量平衡进行了定量分析,探究不同EGR引入系统对天然气发动机经济性的影响.发动机台架试验结果表明:与高压EGR相比,发动机采用高低压EGR系统时,火焰发展期和快速燃烧期缩短,燃烧相位提前,缸内最高燃烧压力和最大瞬时放热率增加;HC和CO排放降低,NO x排放增加;燃气消耗率下降4.5％ ～9.3％.发动机能量平衡分析结果表明:发动机采用高低压EGR系统时摩擦损失增加,泵气损失、传热损失和排气能量损失减少,其中,排气能量损失的减少幅度最大.     

谈使用车用机油时应该注意的两个问题

车用机油是指内燃机(发动机)用的润滑油。汽车发动机用的润滑油分为汽油机油和柴油机油两个系列。正确使用车用机油,不仅可以降低机油消耗,还可以提高润滑效果,减少摩擦和磨损,降低功率损失和燃料消耗,可在很大程度上延长汽车使用寿命。     

发动机降速对排放与燃油经济性的影响

发动机降速在国际市场的多个领域发展迅速。利用发动机降速能够提高效率的优势，原始设备制造商已经开发了大量降速发动机产品。发动机在低转速范围内运行具有很多优势，其最显著的优势就是能降低燃油耗。因为发动机能够在其最佳效率范围内运行更多时间。通过采用降速措施，发动机能以低转速和大扭矩状态运行。对于输出相同的功率，发动机能承受更高的单位负载，从而提高效率，降低燃油耗。燃油效率提高的因素包括由于活塞速度降低导致发动机摩擦减小、相对传热减少，以及热效率提高。由于对进一步提高内燃机效率及减少排放的要求日益提高，因此，该试验研究尝试研究轻型商用车降速。具体的性能与排放试验结果表明，通过大量试验研究，分析了3.77 L试验发动机不同参数对发动机额定转速降低的影响。     

内燃机润滑油污染原因分析与对策

内燃机润滑系是将洁净的机油．在一定压力和适宜温度下不断地输送到各零件的摩擦表面间循环流动，带走零件因摩擦磨损产生的金属磨屑、尘砂、积炭等磨料，吸收摩擦热量，使摩擦副降温：填充零件间隙与空隙，以减少气体泄漏，辅助活塞环加强密封性，减缓零件问冲击振动．降低工作噪声和减少零件表面受化学侵蚀作用。在发动机的使用中．由于忽视各种污染物对润滑油的危害，导致润滑油品质和润滑性能降低，危害极大，因此分析研究发动机润滑油污染原因，采取相应对策，对延长内燃机的使用寿命具有十分重要的意义。