中速柴油机,燃气发动机的活塞及活塞环技术

介绍了中速柴油机、燃气发动机活塞的类型、所用锻铝合金材料的拉伸－压缩试验及冷却系统，／防止磨缸的节省环、气环和油环的结构和设计思想、母体材料、镀层种类、环对油耗和其动态性能的影响、目前环组的发展结果以及其它主要的开发领域。     

大功率高速柴油机进入中速机市场

随着高速柴油机功率的提升和耐久性的改进,以及由于其在初始成本、可获得性和受排放法规限制等方面的优势,它们正越来越多地进入中速发动机应用领域。文中简要概述和分析了这一趋向。     

16V280柴油机活塞销失效分析

用金相分析方法，对早期失效的１６Ｖ２８０柴油机活塞销的断口进行了仔细的分析，认为活塞销的断裂是疲劳所致，引起疲劳破坏的原因是，活塞销加工表面粗糙，渗碳淬火质量差，炉内气氛氧势太高，以及活塞销外圆表面和φ１０ｍｍ小油孔过渡圆弧Ｒ太小等，并对此提出了改进意见。     

环保型中速柴油机

在世界范围内对中速柴油机的减排法规趋于严格，因此，Caterpillar Motoren公司在2000年制定了所谓ACERT规划。通过缸内技术，降低了NOx和碳烟的排放量。本文将提供有关稳定状态或过渡工况下的减排结果。为改进排放性能，使用一台6M20型柴油机，对基本结构进行了调节，从而使排放值比现有的MARPOL73／78AnnexⅥ法规的NOx排放限值低30％。该柴油机配有可变的共轨喷射系统和一套可变的气门驱动机构，这可使燃油和空气系统的性能在很宽的范围内变化。开发目标是降低碳烟排放而又不延长加负荷时的加速时间。喷射系统的进油定时和供油规律对碳烟排放有很大影响。在这一方面，为产生更高的增压压力而对关闭Miller循环的时机选择和对喷油系统的调整起到很大作用。     

DF4机车柴油机活塞的故障分析

对ＤＦ４机柴油机常用四种活塞产生的故障及其原因进行了分析，并提出活塞故障的常规检查方法。     

多用途中速柴油机排放达标策略

中速柴油机正面临着激动人心的发展时期。世界范围内的排放法规成为大型柴油机开发计划的推动力。对于同样的基准柴油机,不同的应用类型和市场技术条件要求采用不同的成套技术,以满足新的排放法规要求。在某些情况下,内部减排措施将不得不全面采用并发挥相互协同作用,才能达到新的目标。而在另外的一些情况下,则不得不遵循新的途径,例如采用废气再循环、燃用代用燃料或排气后处理,以帮助实现对排放的控制。工作在约1000r/min下的大型柴油机处在中速机和高速大型柴油机的中间地带,它们的特点是适应多用途,例如机车、船舶和电站。本文从该种柴油机的市场分析入手,指出未来各种应用领域在废气排放法规方面提出的各自不同的要求。这就为接踵而来的各种减排技术提供了条件,并最终为试验性的排放达标途径组合方案的出现提供了可能。大量的单缸机试验是排放达标工作的主要内容。深入的分析工作、热动力循环计算、燃烧和燃油系统计算流体动力学(CFD)研究促成了试验计划的顺利进行。在翔实的单缸机试验结果的基础上,对多方面的减排手段进行了分析。多缸柴油机性能则以计算为基础进行预测。最终,对应于柴油机的应用类型,对各种废气排放达标途径组合进行了对比。     

柴油机活塞材料的选择理念

Federal Mogul公司针对升功率93kW的3．0L高增压柴油机用新型铝活塞的研究表明,铝活塞具有广阔的前景,不过,最高燃烧压力超过22MPa及升功率大于100kW的轿车柴油机必须使用钢活塞,在极其苛刻的条件下,钢活塞的热管理得到高度的关注。介绍了开发铝活塞和钢活塞的不同理念。     

轿车柴油机用钢活塞

近几十年来,铝活塞已被成功应用于轿车柴油机。然而,不断升高的热负荷和机械负荷使得钢用作活塞材料更具吸引力。为满足负载能力和性能日益增长的需求,KS Kolbenschmidt公司为轿车柴油机开发了钢活塞。     

柴油机钢活塞的摩擦特性

据预测,卡车柴油机功率的提高会进一步增加铸铁活塞和钢活塞的需求量,因而对活塞的润滑状态进行了研究。采用浮动衬套法对铸铁活塞和钢活塞的摩擦特性进行了测量分析,为了便于比较,也给出了传统铝活塞的摩擦特性。为了分析活塞的摩擦特性及研究中的新发现,对活塞的二阶运动也进行了测量分析。研究结果表明,铸铁活塞在压缩上止点为边界润滑状态,其原因可能是活塞与气缸套间隙过大导致活塞倾斜角度过大,钢活塞由于裙部机油润滑充分,在上止点及下止点处于流体润滑状态。     

高速柴油机球墨铸铁活塞的开发

主要介绍了日本小松制作所开发高速柴油机用球铁活塞的目标和技术特征。利用三维有限元方法进行应力分析以降低重量，提高强度的实例。指出实现石墨细化，基体珠光体化及防止铸造缺陷是提高球铁活塞疲劳强度的关键，减少压缩高度对减轻球铁活塞重量具有重要作用。还介绍了球铁活塞的温度解析结果及提高球铁活塞冷却性能的试验结果。     

中速柴油机用脉冲作用式燃油系统

介绍了供运输式发动机用的脉冲作用式电子燃油喷射系统的作用原理并附有结构线路示意图。还介绍了一种供ЧＨ２６／２６型柴油机用的高压油泵，它可以使２ＴЭ１１６型和ＴЭП７０型内燃机车的平均运营燃油消耗量降低１０％￣１５％，使排气中的ＮＯｘ降低２５％￣３０％，ＣＯ降低１５％￣２０％。这种系统可以装在运用中速柴油机上。