DuroGlide~——用于高燃油效率商用车发动机的新一代活塞环涂层

商用车发动机发展的根本驱动力是提高燃油效率及满足愈加严格的废气排放法规,这为发动机零部件,特别是活塞环的开发提出了重大挑战。在动力气缸中,活塞环组是摩擦损失的重要部件,活塞环组的摩擦损失占发动机总机械摩擦损失的25%,相应影响燃油耗高达4%。要在不影响机油消耗的前提下,减小摩擦功率损失,同时满足由于功率密度增加、缸孔更平滑、润滑减少,以及使用代用燃料等越来越多的活塞环热机械学和摩擦学要求。在这种情况下,以耐磨性和抗刮擦性为特征的活塞环工作表面的可靠性发挥着日益重要的作用。活塞环表面涂层作为关键设计要素,必然是解决活塞环/气缸套摩擦学系统摩擦损失和增加可靠性的主要焦点之一。概述了新一代四面体非晶质碳基(ta-C)活塞环涂层的开发,这项名为"DuroGlide"的活塞环涂层在提高产品性能、减小摩擦方面树立了新的标准。DuroGlide 涂层活塞环与其他同类产品相比,具有更出色的耐久性、耐磨性和抗刮擦性,结合先进的顶环和油环设计,可使商用车发动机节省燃油耗多达1.2%。介绍了DuroGlide涂层如何提供优越的耐磨性和抗刮擦性,从而在润滑条件不良的情况下具有更高的性能和燃油效率。最后,总结了上压缩环和油环的台架试验和发动机验证的基本结果。     

利用微凹状网纹处理降低气缸孔-活塞环间的摩擦

活塞环外侧圆周面与气缸孔工作表面之间的滑动摩擦力占发动机总摩擦力的25% ～50%,降低活塞环与气缸孔内圆面之间的摩擦可以明显改善燃油耗。从改善发动机燃油经济性出发,着重介绍日本活塞环有限公司为优化气缸内圆面进行微凹处理以降低气缸孔摩擦的新技术、新工艺的基本原理和具体应用方法,评价了上述技术措施对降低燃油耗及CO2 排放的效果。     

降低汽油发动机摩擦的活塞环涂层

辉门已研发出一种名为Carboglide的活塞环涂层系统,可降低高负荷汽油发动机摩擦,并进一步降低环组和气缸运转表面间的摩擦损失。Carboglide涂层以碳为基体,特定层结构具有定制的组分,加上经过相应修正的活塞环设计,使燃油效率最高可提高1.5%。     

叠加封口式活塞环在柴油机上的应用研究

针对目前常用活塞环在使用过程中存在的问题,设计了一种叠加封口式活塞环,它由上下两片楔形的单片环组合成一组气环。分析了新型活塞环提高气缸密封性能的机理,通过对单缸和整机柴油机性能对比试验证明,该活塞环具有降低燃油消耗和机油消耗、提高活塞环寿命、降低排放的特点,对提高柴油机的综合性能作用明显。     

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。     

采用新型活塞环涂层降低摩擦功率

活塞环具有降低内燃机燃油耗和CO2排放的巨大潜力。Federal-Mogul公司开发了名为"DuroGlide"的新型活塞环涂层,其特点是具有高耐久性,并能显著降低摩擦功率。由于新型涂层具备良好的耐磨损性,并且其抗烧损性能比传统活塞环涂层更好,因此可以满足对汽油机和柴油机提出的苛刻要求。     

汽油机技术的10年回顾

在过去的10年中,汽油机的动力性能、燃油经济性及排放性能都得到了稳步发展.尤其是汽油机的燃油耗每年降低的幅度超过2%,这为降低二氧化碳排放作出了极大贡献.实现这些进步的关键技术是直接喷射的燃油喷射系统、可变气门配气机构,以及高效率的催化装置.预计汽油机技术今后将进一步得到稳步发展.     

大功率柴油机活塞环的发展趋势

提高整机功率、延长使用寿命、采用低质燃油是对大功率柴油机活塞提出的一些要求。优化活塞环-缸套-活塞摩擦系统,利用工作表面的耐磨涂层及发展新的涂覆工艺,改善了活塞环的磨损状况,提高了运行寿命;新材料的应用增加了环的强度;应用整个环副相互作用的研究成果改善了机油消耗并减少活塞环数。     

辉门新型活塞环涂层提高燃油经济性并减少二氧化碳排放

辉门公司最新开发了一款新型活塞环涂层,有助于车辆制造商提高汽油发动机的燃油效率。这就是公司的专利CarboGlide。涂层,该涂层直接改进了燃油经济性和二氧化碳排放。与氮化涂层或其它常用涂层相比,环摩擦损失减少高达20％。CarboGlide。的高耐磨性能足以服务于最新一代涡轮增压或直喷发动机的整个寿命周期。     

动态跳跃点火停缸与轻度混合动力组合的节油效果

全球的废气排放法规要求在未来十年中使汽车燃油耗有根本性的改善，在批量生产中采用各种技术降低燃油耗和CO2排放。美国Tula技术公司已开发出了1种新的停缸方法——动态跳跃点火。     

活塞的表面处理工艺

对车用发动机来说,降低二氧化碳排放和改善燃油经济性是重要的课题.鉴于发动机活塞要求减轻质量和降低摩擦,介绍了用于活塞第1道环环槽和活塞裙部的表面处理工艺,这些技术有利于活塞的轻量化和降低摩擦.     

汽油机铝合金缸孔等离子喷涂摩擦学性能研究

在汽油机铝合金缸体内孔表面,采用大气等离子喷涂(APS)方法制备了1层厚度为150μm左右的铁基涂层来替代传统的铸铁缸套.对缸孔的涂层进行表征,并对缸孔-活塞环摩擦副进行了摩擦试验.试验表明,在铝合金缸孔喷涂等离子铁基涂层,可提高缸孔的硬度,并提高发动机的耐久性和抗拉缸性,使发动机实现轻量化目标.涂层表面精度接近镜面级别,且涂层内含有孔隙,可降低缸孔-活塞组的摩擦系数及摩擦损失,提高发动机燃油经济性.     

2020年以后的商用车动力

二氧化碳(CO2)排放对全球变暖的影响正日益引起重视,为此,整个工程技术界正在竭力满足未来排放法规的要求,并降低汽车的燃油耗.幸运的是,降低燃油耗与降低CO2排放可以并行不悖,但受其他技术要求的限制,例如降低气态污染物和颗粒排放、发动机的耐久性和可靠性要求,以及生产成本等.在乘用车上应用混合动力似乎有利于降低CO2排放...     

DLC薄膜在发动机滑动摩擦副上的应用分析

为了降低发动机的燃油消耗,减轻发动机滑动部位的摩擦(特别是活塞、活塞环与气缸间,以及凸轮与从动件间的摩擦)非常重要。DLC(类金刚石碳)薄膜作为一种减摩涂层材料,具有优异的耐磨性能和摩擦特性,它在发动机滑动摩擦副上的应用是减摩表面处理技术的一个研究方向。本文介绍了DLC薄膜在发动机活塞-活塞环以及凸轮与从动件上的应用,并将DLC薄膜的耐磨性能和摩擦特性与其他减摩材料进行了分析比较。     

EGR对高压共轨柴油机小负荷工况燃烧过程及排放性能的影响

以某轻型车用高压共轨柴油机为样机,研究了在小负荷工况条件下,EGR率对柴油机排放、燃烧过程及燃油消耗的影响。试验结果表明:EGR减小了缸内最高燃烧压力及压力峰值,使压力升高率略有增加,降低了瞬时放热率与峰值,延长了燃烧持续期,降低了缸内温度峰值及平均温度。在小负荷工况,EGR可以同时有效改善NOx,HC及CO排放,当EGR阀全开,EGR率为42%时,NOx排放降低了38.7%,HC降低了39.6%,CO排放降低了21.3%;PM排放先随着EGR率增加而减小,EGR率超过某一值后,PM排放增加,整个PM排放曲线呈现"鱼钩"状变化趋势。EGR对小负荷工况燃油耗性能影响不大。     

基于马尔科夫预测算法的混合动力汽车控制策略研究与分析

混合动力汽车(HEV)通过对燃油和电能的合理分配来降低整车的燃油耗,并且延长动力电池的使用寿命,同时降低尾气排放。介绍了几种 HEV 控制策略和基于马尔科夫预测算法的等效 燃油消耗最小控制策略,并对各种控制策略进行可适用度评价。     

柴油发动机气缸套磨损及预防措施

柴油机在工作过程中,磨损是最常见的故障现象.活塞环与气缸套之间过渡磨损可导致气缸内压力下降而达不到工作压力、机油被燃油稀释、油膜变薄、活塞环与气缸套之间形成边界润滑或干摩擦.导致气缸套严重磨损,造成柴油机的动力性、经济性和可靠性下降,甚至影响柴油发动机的正常运行.     

采用燃烧曲线造型调节柴油机燃烧

用于燃烧曲线造型的燃油喷射策略由多次小喷油量喷射组成,为使柴油机在进一步降低燃油耗的同时降低原始排放提供了很大的潜力。为了实现该方案,德国FEV公司与亚琛工业大学共同合作开发了一种自动标定方法。     

节能减排是润滑油发展趋势

<正>众所周知,改善燃油质量是降低排放的方法之一,而润滑油对节能减排有显著作用。使用正确的润滑油,对降低燃油消耗、减少排放有帮助。对于目前使用汽油机居多的轿车来说,常常处于低速、低载荷运行状态,由发动机产生的摩擦损失占有较     

2013年型Accord轿车用2.4 L直列4缸汽油机的开发

全新开发的2.4 L带智能可变气门正时及升程电控系统的4缸直喷汽油机是本田公司下一代机型,应用了带多孔高压喷油器的直喷系统,实现了低二氧化碳排放和高功率输出。对气缸盖进气道和燃烧室形状、喷油器喷雾形状,以及燃油喷射控制都进行了优化,以确保形成均质混合气,实现稳定、高效的燃烧。全新的发动机结构使摩擦也得到降低。新型发动机的功率和扭矩都增加10%,燃油耗则降低5%。配装新发动机的2013年型Accord轿车配合高效率无级变速器,以及改进后的底盘,使组合行驶工况燃油耗降低11%,并达到美国加州空气资源委员会排放法规中准零排放车级别的排放要求。此外,新结构的发动机减轻了质量,并通过优化气缸体刚度,使噪声-振动-平顺性性能优于旧机型。