面向未来的双燃料发动机技术进展

当前双燃料发动机正在大缸径发动机市场逐步觉醒。长期以来双燃料技术仅应用于电站发电领域,然而近十年来,由于纯天然气发动机性能的大幅度提高,以及采用大型中速发动机实现功率等级的延伸,电站市场显著萎缩。除了先前大量的陆用外,移动式应用也为大缸径双燃料发动机提供了更广阔的市场。上述应用包括船用主推进（例如液化天然气运输船,豪华游轮）和辅机应用（例如集装箱船）以及铁路牵引（例如,长途机车）。促使业界关注双燃料发动机的主要动力是,与使用昂贵的重油或柴油相比较低的燃料成本,以及降低以NOx为主的排放污染物进而满足未来的排放法规。另外,对于大量的移动式发动机的应用,天然气将很快成为一种潜在的低硫燃料。除天然气之外的典型液态替代燃料通常不利于在电站双燃料发动机的应用,然而对于移动式应用却是一种可靠的备用燃料。对于船舶应用可以在ECA（排放控制区）区域内外通过天然气和柴油模式切换,从而使双燃料发动机更容易满足IMO（国际海事组织）的排放法规。移动式应用的难点在于,频繁的转速工况变化、快速的负荷响应要求、天然气品质变化和复杂工况下,对发动机运转可靠性的考验。由于双燃料发动机具有两种典型运转模式（天然气工况和柴油工况）,在发动机设计时必须进行折中考虑（例如压缩比、活塞碗形状、气门正时等）,这就导致了目前效率和功率密度方面的缺陷。关于上述问题,奥地利AVL公司通过单缸中速发动机测试研究了双燃料发动机相关技术问题。对大量参数进行了评估并对工况边界条件进行了研究。基于获得的数据,将给出当前双燃料发动机技术的短期预测。AVL公司关于双燃料发动机技术的展望也将促进中期开发需求。     

双燃料发动机研制与性能试验等方面的研究

基于美国Altronic,inc公司GTI双燃料系统、通过对16V165TE3柴油机安装各种传感器的部位及电控系统进行适应性技术改造而研制的一种双燃料发动机,并根据使用环境条件对产品性能、可燃气使用整定范围、双模式工作运行的性能对比、替代率的最大整定范围、与上层电控系统的联合控制等展开试验性技术研究,同时对双燃料运行时的燃烧、爆压、爆震、排放等性能指标也进行了实机检测,结果表明当发动机进入双模式全负荷运行时,柴油消耗率从208 g/kW.h降至72 g/kW.h,最大替代率为65.4％;输出满载功率完全可以达到全柴油模式工作运行时的满载功率值、无影响;排烟指标从0.91SZ降至0.18SZ,排烟指标减少80％;从而改善了发动机的燃烧,提高了经济性和排放等性能指标.为国产高速大马力柴油发动机的双燃料混合燃烧与应用开拓了新的途径.     

Denso公司新型柴油机用电磁阀式喷油器

Denso公司新型第4代电磁阀式喷油器具有三路控制功能,因而提高了液力效率,并使燃油耗降低约1％。该喷油器的运动质量减轻75％,大大改善了液力性能。此外,其燃油泄漏量被减少到最低程度,明显降低了对冷却的要求,并且对燃油品质的波动不敏感。     

大功率机车车辆用扁平型IGBT

介绍了日本富士电机公司先后开发成功的ＥＭＢ１００１ＲＭ－２５，ＥＭＢ１８０１ＲＭ－２５等高耐压，大电流ＩＧＢＴ元件的性能技术特点和应用实例，前者的额定容量为２．５ｋＶ／１ｋＡ芯片面积为２０×２０ｍｍ，后者的额定容量为２．５ｋＶ／１．８ｋＡ芯片面积为２７．５×２７．５ｍｍ，由上述元件组成的３点式主回路ＴＣ１２主变换器装置具有噪声小，控制性能等特点，已在日本东海客运铁路公司新开发的７００系列新干线车中     

天然气／柴油双燃料发动机燃烧过程二维数学模型的研究

随着液体燃料费用的上升，排放标准更加严格，需要采用更经济、更有效的燃烧方法。天然气／柴油双燃料发动机由于具于较好的排放特性，爱到研究人员的关门。为了改善双燃料发动机的燃烧过程。本文采用离散型液滴模型模拟喷雾，采用k-ε双方程模型模拟湍流运动，用多步快速反应模型模拟燃烧化学反应。建立了双燃料发动机二维燃烧模型，并采用任意拉格朗日－欧拉地得到的偏微分方程组进行离散求解。对一台单缸双燃料发动机进行了模拟计算，将计算结果与实验结果对比分析发现，计算结果与实验结果吻合较好，表明本文的数值计算正确地反映了缸内燃烧过程的实际规律，能够反映引燃油量、发动机转速与负荷等运行参数对发动机燃烧过程的影响。因而该模型对于进一步优化双燃料发动机的动力性、经济性和排放特性，揭示影响其燃烧的主要因素具有重要价值。     

高压共轨燃油喷射系统电控喷油器的调试与发动机试验

介绍了高压共轨电控喷油器在油泵试验台的标定方法、过程以及MAP图的优化策略,并对电控喷油器与柴油机进行了匹配试验,测试了柴油机的气缸内爆发压力及各气缸排温.测试结果表明了电控喷油器在油泵试验台上标定的准确性.     

欧洲铁路车辆驱动用大功率半导体器件技术动向

欧洲铁路车辆驱动系统着重于“小型轻量、机电一体和追求生命局期成本”3个关键因素。为此，在研发多电源机车主电路系统过程中，积极采用标准IGBT元件，通过选通电压控制的开关方式，实现低能耗和大电流、大电压输出，能进行浮点小数的运算，达到高性能的控制。     

欧洲铁路车辆驱动用大功率半导体器件技术动向

晶闸管大功率半导体器件应用在铁路车辆驱动系统，实现了多种电子形式对交流电动机的控制。近年来，高性能再生电池、电气双层电容器等储能设备，以及燃料电池等新型电源装置又相继问世。大功率半导体器件的运用，能够实现按时域的电流、电压控制，具有控制电路的轻量化、节能、减少维修次数和减少地面设备等多种效益。     

和谐系列内燃机车用大功率柴油机试验研究

根据和谐系列大功率内燃机车型式试验的试验数据,着重分析了能够对内燃机车运用性能产生重大影响的一些柴油机关键性指标:柴油机功率、冷却系统性能、排放性能、经济性,并探讨了今后国内机车柴油机研究的工作重点.     

关于控制车用大功率柴油机排放的探讨

柴油机废话气排放对环境的污染，愈加引起社会的重视，越来越严格的排放法规对柴油机的设计和动用提出出新的课题。 参考国外有关控制，降低柴油机排放的方法并结合在这方面的进展情况，在对我厂１２Ｖ１８０ＺＪＣ柴油机在奥地利ＡＶＬ公司所作出的排放结果进行总结和分析的基础上，提出了柴油机在运转条件下控制进气温度、环境温度及采用停缸法等措施，来降低柴油排放量的有效途径。     

电力机车用110V大功率高频开关电源电磁兼容性

针对新开发的全桥型电力机车用110V高频开关控制电源,建立IGBT的模型,用以模拟开关过程中所用IGBT反向恢复过程。通过建立各无源元件的高频模型,提取出其寄生参数。在Saber仿真环境中建立传导噪声仿真模型,解决电磁干扰问题。通过在Candence软件中重新提取连接导线的寄生参数进行仿真,得到修改布线后的传导噪声水平。分析认为在较低频段时,差模传导噪声占主导地位;利用滤波、屏蔽等方法和手段能够达到抑制电磁干扰的目的。     

日本通勤电动车用大功率牵引电动机的开发

大功率牵引电动机的开发日本通勤列车多数为10辆编组,其中动车5辆,拖车5辆.如果改为4辆动车、6辆拖车,则既可减少电动机购入和维护成本,又可减轻列车重量.     

装用大功率高速柴油机的单机组机车

<正>诺克斯维尔机车工厂(KLW,坐落于美国田纳西州诺克斯维尔市)制造了装用MTU公司4000系列高速柴油机的新型机车。海湾俄亥俄铁路公司、KLW母公司和诺克斯维尔霍尔斯短线铁路公司创始人兼首席执行官Pete Claussen,解释了KLW制造新型机车的原因:与传统内燃机车相比,单柴油机机车因其节能高效、可靠性高等特点具有更高的性价比。对机车及其发动机进行修理和翻新改造,仅是     

小型化发动机用新型罗茨增压器

汽车制造商不断致力于进一步降低发动机的燃油耗和二氧化碳排放,在这方面的重要举措是采用较小排量但具有较高升功率的小型化发动机。Eaton公司专门为这一用途开发了在低转速区域具有高效率的新一代罗茨增压器。     

大型养路机械用大功率柴油机气压启动系统分析

大型养路机械使用的大功率柴油机在启动时,传统的直流启动电机所能提供的启动力矩及持续动能尚有欠缺。本文对适用于大型养路机械柴油机的气压启动系统予以研究。对气压启动系统的原理及组成进行了介绍,并通过一大型养路机械柴油机的气压启动系统的选型实例,分析了气马达的特性及气马达选取的方法、贮气罐最小容积及启动间隔时间的计算方法,匹配了合理的空压机及贮气罐主参数。试机验证结果表明该气压启动系统工作正常,能够在规定的时间达到充风要求并顺利启动柴油机。     

伊朗计划生产双燃料机车

伊朗大型柴油机制造公司（DESA）计划推出二种新系列柴油／天然气双燃料发动机，35台中的首台双燃料发动机（V12缸机——译者）将于2010年提供给伊朗国家铁路（RAI）。