MAN B＆W RK280型柴油机从方案设计到投产广泛应用工程预测方法

为了设计出世界上最大功率的1000r／min柴油机，广泛应用了工程预测工具。设计功率为10MW的RK280型柴油机在零部件的热负荷和机械负荷两方面均达到了新的技术水平。其安全性、可靠性、排放、整机尺寸／重量目标以及输出功率和燃油消耗率指标的实现，均离不开可靠的工程预测工具的广泛应用。MAN B＆W柴油机公司经过市场调查，并吸取了RK270型柴油机10多年的经验，确定了RK280型柴油机总的设计目标。其后再经过周密严谨的概念分析程序，其中包括公司内的性能预测程序、计算流体力学分析以及有限元分析，很快就确立了诸如缸径和行程、V形夹角、转速和功率范围等主要参数。在RK270型柴油机上取得的紧凑的排气管系统经验帮助设计师们设计出从气缸出口到高效涡轮增压器的高效排气传递系统。高喷射压力和短喷射持续期的燃油喷射系统是其早期分析过程的另一特点。 随着过程的进一步扩展，进行了单个部件和系统的更为详细的热力学、结构和动力学的分析。在进行详细设计的同时，对关键部件进行超负荷条件下的加速疲劳试验，这使得关键部件的结构在开发过程的较早时期就固定下来。燃烧过程的3维模拟对设计进行了验证，并进一步减少了在权衡燃油经济性和排放性能方面所需付出的工作量。 发动机开发和制造工程师在设计中广泛应用工程预测方法以保证所完成的设计能以最有效的优化方式进行制造和组装以及使用和维修。 本文将介绍在预测发动机热力学、气体动力学特性过程中所采用的方法和程序，并介绍在获取发动机可靠的安全系数和发动机的完善性的过程中所采用的有限元方法。     

ADD公司开发出一种先进的中速柴油机

日本ＡＤＤ公司经过近７年的努力开发出一种具有重大设计改进的新系列发动机。该系列发动机的缸径为３００ｍｍ，行程为４８０ｍｍ，包括６缸、８缸、１０缸、１２缸、１４缸、１６缸和１８缸７种机型，在７２０和７５０ｒ／ｍｉｎ下的功率覆盖范围为３２９０￣１０３００ｋＷ。文中简要介绍了该系列发动机的各种独特的设计特点和主要技术参数。     

卡特匹勒3500系列B型柴油机功率,效率及排放特性的改进

美国卡特匹勒发动机公司生产的３５００系列柴油机广泛应用于铁路牵引、船舶推进和发电站。最近它又推出了新的Ｂ型机，包括８缸、１２缸和１６缸机。新的Ｂ型机的输出功率、燃油效率、耐久性、排放特性指标都比原３５００系列柴油机有较大幅度的提高。文中了该型柴油机的主要设计特点以及在的３５００系列柴油机基础上所作的呼项结构改进。     

乌拉尔柴油机有限公司新型DM-185发动机系族

乌拉尔柴油机有限公司(UDMZ)正在研发一种全新的发动机系族,并于2016年将其引入市场。该发动机系族适用于铁路机车、矿山用车、船舶和发电机组。该系族命名为DM-185,有16个机型,缸数由6缸到20缸,目标功率为1 500～3 800 kW(保留提升到6 000 kW的可能性)。该系族主要特点是高比功率(高达234 kW/缸)和低燃油消耗率。在没有安装外部气体再循环或废气后处理系统的情况下,排放性能达到EU IIIA/IMO 2标准。介绍了该发动机系族的主要技术参数。首批原型机已发往俄罗斯叶卡捷琳堡,该整机的最初运行结果进一步证明该发动机系族理念的可行性。     

发动机缩缸强化的不同理念分析

通过缩缸强化,1台自然吸气发动机被排量较小的增压发动机代替。过去,缩缸强化主要用于提高功率,但目前越来越多地被用来降低燃油耗。GM公司的分析揭示了增压发动机虽燃油消耗率较高,但却能使汽车的行驶燃油耗较低的原因。这时可达到的节油效果,除了取决于发动机扭矩特性外,还取决于缩缸强化比和汽车质量对发动机排量之比。     

MaK C系列发动机的运用经验和新开发的M20系列发动机

概述了ＭａＫ公司Ｃ系列发动机的主要结构特点和取得的运用经验，介绍了在此基础上新开发的Ｍ２０系列发动机。Ｍ２０系列发动机包括Ｖ型１２缸，１６缸机和直立６缸，８缸和９缸机５种机型。它的缸径为２００ｍｍ，行程为３００ｍｍ，标定转速为９００－１１００ｒ／ｍｉｎ，是ＭａＫ公司目前柴油机型谱中尺寸和功率等级最小的中速发动机。 Ｍ２０系列发动机不但吸取了现有Ｃ系列发动机的全部成熟的经验，而且在燃油经济性，可靠性     

Paxman公司的新一代高性能紧凑型柴油机

ＶＰ１８５型柴油机是英国Ｐａｘｍａｎ公司新开发的新一代高性能，多用途高速柴油机。该机与７０年代初该公司推出的Ｖａｌｅｎｔａ系列高速柴油机相比，具有结构紧凑，重量轻，功率大，燃油效率高，生产成本低等优点。文中简要介绍了ＶＰ１８５ １２缸机的设计特点和主要技术参数。     

L’Orange公司平台设计的共轨式高压泵

1997年8月,LOrange公司研制出世界上第一套电子控制的共轨式燃油喷射系统。该系统在MTU/DDC4000系列柴油机上的应用使该柴油机取得极大的成功。该喷射系统使燃烧系统面貌一新,在燃油效率、排放和烟度以及输出功率和扭矩等方面均有极大的改进。柴油机发展的前一百年的特点大体上只体现在功率输出和燃油效率方面的改进。将来的一个主要任务将是满足排放法规的要求,这些要求将愈来愈苛刻,差不多每3至7年变更一次。对于高压油泵,存在一种很大的潜力,可以仅用一种型号或一种系列的油泵来满足几种发动机机型的需要,这可以使费用保持在可接受的水平。这些基于平台设计的油泵可导致柴油机在配件供应、经济性以及运行性能方面的改进。LOrange公司在2002年为20缸V型长行程MTU4000系列柴油机研制的直列式高压泵就是带锐边的柱塞泵技术的第一个实例,本文将对此详细介绍。令人瞩目的是,同一型号的直列式泵可适用于整个系列的柴油机,从4缸100kW/缸(采用一台泵)到18缸1200kW/缸的V型机(采用4台泵),使柴油机结构显著简化。泵的可用转速由800r/min到3150r/min,采用由柴油机曲轴驱动的齿轮,选用适当的齿轮比,从而克服了泵转速对各种柴油机标定转速的依赖性。目前该泵有2种柴油型的:一种是4柱塞型的;另一种是2柱塞型的,供油量分别为32L/min和16L/min。这些基于平台设计的油泵的普遍选择将为开发人员提供这样的机会:使喷射系统和燃烧系统的开发更集中在发动机性能、应用和系统的集成化上,而不只是停留在新的零部件的开发上。     

意大利Isotta Fraschini公司的新型机车发动机

意大利的发动机制造商Isotta Fraschini最近宣布，公司的1300系列发动机已经应用于海运、工业，并将很快应用于铁路牵引机车。该公司的产品过去也在铁路上得到过应用，公司的l700系列发动机功率范围从700～2600kW。而1300系列包括220～880kW的动力拖架，包括6缸和8缸或12缸的VEE规格器件。首先应用的是6缸发动机L1306F60，接着应用了12缸的700kW成熟的型号。这些发动机的进一步开发使得现有的通用铁路燃油发动机，     

BMW740d轿车用新型两级涡轮增压直列6缸柴油机

2004年,BMW公司首先在3．0L直列6缸轿车柴油机产品中批量运用两级涡轮增压技术。现在,在2008年上市的新型3．0L直列6缸柴油机的基础上,开发了下一代可调两级涡轮增压柴油机。很高的功率输出、很宽的可用转速范围,以及很低的燃油消耗率等核心性能得到进一步改善。用这款新发动机的BMW740d轿车与以往用功率最大的V8发动机的轿车相比,燃油耗下降209／6以上,同时改善了行驶加速性和动态响应。     

18VP185型发动机的设计与开发

继１２缸ＶＰ１８５型船用、铁路牵引和发电用柴油机投入作用之后，Ｐａｘｍａｎ柴油机公司又推出１８缸缸机，该机亦具有广泛的用途和良好的市场前景。１８ＶＰ１８５型柴油机的研制目标是高功率密度，良好的燃油经济性和制造成本低。文中描述了为实现上述目标所采用的新颖的设计方法，并介绍了该机的性能特点。     

在内燃动车上直接测定柴油机功率

介绍一种在不拆下车上发动机的条件下进行液力传动内燃动车发动机输出功率和燃油消耗率等参数测定的方法和装置。该系统的原理是利用变矩器输入、输出特性 ,在测出变矩器输入轴转速 (即柴油机转速 )和变矩器输出轴转速、燃油流量及辅助装置功率等参数的条件下 ,计算出柴油机输出功率和燃油消耗率等参数并自动显示在屏幕上     

GE公司推出V250系列柴油机

GE公司继“创新系列”机车柴油机之后又推出其V250系列船舶和发电用中速柴油机,其机型包括12缸机和16缸机。与GE公司早先型号的柴油机相比,燃油消耗率降低达6．5％,功率密度加大25％,并达到美国环保局TierⅡ排放标准。     

V01kswagen公司3缸发动机的今天与未来

车用发动机燃油耗越来越低的趋势促使3缸机的使用量大增。由于设计理念不同的缘故，增压3缸机较之功率相等的4缸机有可能更省油。Volkswagen公司已成为这种动力装置理念的领军者，介绍了当今3缸发动机的发展方向。     

GE公司GEVO柴油机的开发

美国GE公司运输分部开发了一种新型柴油机以满足下一阶段的排放和燃油经济性要求。该型发动机的开发始于1998年,其包括GE公司现有发动机的最佳特性以及新发动机技术的最新发展。它将首先应用于自2005年起新造的符合美国环保局2级排放标准的内燃机车。GEVO12缸发动机在1050r／min下的标定功率达到3360kW,这相当于原来的一台7FDL16缸发动机所达到的功率水平。发动机的缸径为250mm,行程为320mm。这导致了采用约2．0MPa的较保守的平均有效压力。美国机车的2级排放标准较之0级和1级排放标准在降低NOx和颗粒物质排放方面具有特殊要求。为了达到NOx排放标准而对现有发动机作进一步调整势必造成燃油经济性的巨大损失。为此,GE公司运输分部正通过开发一种新型发动机来满足2级排放标准要求,新型发动机将不仅能满足排放要求,而且在燃油经济性方面较之现有发动机亦将有较大改进。发动机的性能开发包括燃烧模拟、系统模拟和优化。应用统计学方法对燃油喷射系统进行了优化设计以保证高效和可靠的运行。涡轮增压器设计采用了先进的空气动力学和结构模拟以获得高的效率和安全性。单缸机和多缸机的性能试验进一步改进了燃烧系统。采用一个严格的可靠性设计(DFR)程序对每个系统和部件的可靠性进行了评估。通过将尺寸和强度变量与整个环境范围内的工作应力进行比较,保证了关键零部件的可靠性。通过在高加速条件下进行广泛的耐久性试验,验证了发动机的可靠性。在2005年投入大规模生产之前,50台针对2级排放标准的机车将进行广泛的现场试验以进一步考察和改进发动机的可靠性。     

MAN-B&W MC/MC-C系列船用低速柴油机的发展及改进

为满足世界船舶市场的需求,MAN-B&W公司自80年代推出MC系列(后又发展成MC/MC-C系列)船用大功率柴油机,当初仅以600mm缸径为代表,发展到今日,已成为从260～980mm缸径、不同缸数的全系列并仍在继续扩大,结构和性能更加完善合理,可为各类船舶提供最佳匹配的船用主机.现着重介绍MC/MC-C系列船用低速柴油机的设计发展及改进情况.     

低排放GE-7FDL大功率中速机车柴油机的开发

概述低排放的GE-7FDL系列机车柴油机的技术开发。开发的重点放在明显地减少发动机的NOx排放并减少和控制其他可见和不可见的排放物上,与此同时对发动机燃油效率的不利影响要尽可能小和对发动机系统和零部件的改动要尽可能少。使用一台单缸7FDL试验研究用发动机对几种设计概念进行了分析与研究。制造了一台低排放的16缸7FDL发动机和一台GE机车样车,并对其进行了性能验证、功能评估:和设计优化试验。GE公司的低排放7FDL发动机和机车已投入批量生产。新开发的低排放机车发动机达到美国环保局制定的0级排放限制标准而对燃油效率没有不良影响。这一目标的实现仅导致对发动机系统和零部件作了极少的改动,理想的发动机可靠性仍保持不变。新的发动机可与以前的7FDL基型发动机互换,因而现有基型发动机升级到低排放型发动机很容易。     

3MW公司装用3个涡轮增压器的新型6缸两级增压柴油机（第1部分）——曲柄连杆机构和增压系统

BMW公司为运动型汽车开发的装用3个涡轮增压器的新型TwinPowerTurbo-3．0L-6缸两级增压柴油机是柴油机发展史的又一个里程碑。新机型进一步拓宽了BMW公司发动机的标准部件,并以93kw的升功率和247N·m的升扭矩成为轿车柴油机中的顶级机型,其动力性能超过了更大排量和更多缸数的机型,而燃油耗并不高。第1部分介绍基本型发动机的设计、增压方案、热力学和喷油系统。     

内燃机车柴油机燃油消耗率测量方法

介绍一种适合机务段使用的内燃机车柴油机燃油消耗率测量方法。使用带脉冲信号输出的旋转活塞式流量计作为流量传感器,运用RGY-1型内燃机车热工参数检测仪测量燃油的流量与温度及同步牵引发电机的输出电压与电流等参数,计算内燃机车柴油机燃油消耗率。     

富士重工公司的新一代水平对置发动机

介绍日本富士重工公司开发的新一代水平对置4缸发动机。与原有的水平对置发动机相比,新型发动机加长了活塞的行程,设计的燃烧室非常紧凑,实现了主运动系零部件的轻量化,进、排气门均采用主动气门控制系统,并配装了高效率的小型机油泵,降低了发动机的摩擦损失,使燃油耗降低约10％。