丰田汽车公司推出热效率达38％的低燃油耗汽油机系列

日本丰田汽车公司开发了具有高热效率的新型低燃油耗汽油机系列。该公司凭借混合动力专用发动机的开发经验,沿用其先进的燃烧技术和降低各类损失的技术,首次使量产汽油机最大热效率达到38％。所谓“热效率”,是指发动机等装置的能量效率数值化后的结果,即在燃料燃烧所产生的热能中转化为有效功的部分。也就是说,热效率越高,燃油消耗就越少。     

小型非道路用共轨直喷式柴油机的技术理念

近年来,由于对工业用发动机运行平顺性和低燃油耗方面的要求日益提高,因此,要求农业、园林及工程机械等非道路用发动机具有高功率、低燃油耗和低噪声的特点。此外,即使是小型发动机,其电子控制装置的发展趋势也需保持一致。基于这些背景,开发了采用共轨燃油喷射系统的新型非道路用直喷式柴油机,以满足上述要求。评述了在小排量非道路用柴油机上采用共轨燃油喷射系统,以及优化燃烧系统和喷油特性的技术。     

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。     

采用全可变气门机构的BMW公司V8双涡轮增压直接喷射汽油机

2012年6月,BMW公司将采用双涡轮增压技术的新型V8汽油机推向市场,该发动机采用汽油缸内直接喷射、Valvetronic全可变气门机构和双涡轮增压等先进技术,其主要开发目标是明显降低燃油耗和适度提高功率,同时推出4．0L机型,并且与BMWM公司采用相同基础发动机的新型BMWM5直接喷射汽油机具有较高的零部件通用率。新型V8汽油机首次同时配装于BMW公司新型6系GranCoup6轿车、5系GranTurismo轿车,以及6系和改进版7系轿车。     

与曼恩动力设备公司执行总裁面对面

曼恩动力设备公司近期研发成功了两款新型发动机,一款新型双燃料发动机和一款输出功率可以达到5Mw的新型高速发动机。这款双燃料发动机具有燃料适应性好、输出功率大、排放标准高等优点,因此双燃料发动机将是未来的一个发展趋势;而另外一款新型高速发动机D7,由于其输出功率高,可以被广泛的应用在多个领域。     

AcuraRLX轿车用新型V63．5L汽油机的开发

本田公司应用最新的动力总成技术“地球梦科技”,开发了1款3．5I。V6汽油机。该发动机的总体设计目标是降低二氧化碳排放,并向客户提供驾驶乐趣。“地球梦科技”的理念旨在降低排放的同时改善燃油经济性。为达到这一目标,并为用户提供驾驶乐趣,采用了三级可变气门正时及升程电控技术和可变气缸管理系统。将这种配气机构技术与缸内直接喷射技术相结合,可提升3．3％的功率,并降低燃油耗20％。为满足中型豪华轿车对噪声及振动水平的要求,开发了新型发动机悬置系统,以改善3缸运行模式的发动机振动。阐述了带可变气缸管理系统及缸内直接喷射系统的三级可变气门正时及升程电控技术、减摩技术,以及新型发动机悬置系统的结构及优势。     

商用车发动机用双联外齿轮可调式机油泵

内燃机采用体积流量可调式机油泵供给润滑油,可降低燃油耗和二氧化碳排放高达3％。这种可调式机油泵在轿车发动机上已获得广泛的应用,未来这种趋势也将扩展到商用车发动机上。为此,德国IFM发动机技术公司开发了一种新型可调式机油泵,它能满足商用车的特殊要求。     

高速发动机用新型A100-H系列单级涡轮增压器

作为开发单级高效、高压增压系统的一个里程碑,ABB增压器公司推出了高速发动机用新型A100-H系列涡轮增压器。这种新系列增压器,其压气机压比达5．8,采用铝质压气机叶轮,具有高的增压器效率,能满足未来柴油机和气体燃料发动机的运行要求及低排放的要求。     

仿真技术在Niigata公司柴油机开发过程中的应用

近年来,由于人们环保意识的增强,在排放、燃油消耗和环保方面对柴油机的性能进行不断改进,同时,结构的紧凑性和轻量化及运行可靠性也受到重视。为满足这种更全面的市场需求,柴油机的开发需要借助各种仿真技术进行优化设计。在这种形势下,Niigata公司为海运、电厂和铁路车辆研制了大量的柴油发动机。现代高热效率发动机需要以持久而有效的冷却技术为基础优化零部件结构,以实现高性能和长寿命。为应对这类复杂的情况,Niigata公司推进仿真技术的应用。在新型发动机的开发过程中,为缩短开发周期,对发动机进行了结构紧凑化、轻量化的设计,合理地进行了有限元分析(FEA)和计算流体动力学(CFD)等类型的仿真。近年来,Niigata公司开发了28AHX和17AHX系列中速柴油机。AHX系列机能够达到IMO NOx TierⅡ排放标准,并且热效率比传统机型高。为开发AHX系列柴油机,针对各种零部件合理地应用了仿真技术。现在,Niigata公司还开发了V28AHX型中速柴油机,其是28AHX系列中的成员。V28AHX型柴油机采用的大量零部件来自于28AHX系列,Niigata公司还利用仿真技术改进了V28AHX型柴油机的结构,其中包括通过CFD仿真技术优化了通过增压空气冷却器的气流方式,改善了V28AHX型发动机的性能,提高了功率。文章以V28AHX型发动机为例,介绍仿真技术在柴油机开发过程中的应用。     

北美重型商用车用Paccar MX型柴油机

美国2010排放标准是目前对重型商用车发动机实施的最为严格的排放法规。PaccarMX12．9L重型柴油机是根据美国2010排放法规要求为北美市场开发的。以欧洲（欧5）MX机型为例，介绍发动机方面所采取的措施和排放技术，以及与亚琛FEV发动机技术公司紧密合作开发出的一种新型综合性废气排放调节方案。     

具备相位可变功能的机械式连续可变气门机构的开发

已开发出可广泛应用于车用发动机的新型气门相位及升程／持续角连续可变机构。新机构可在发动机运行过程中同时、连续改变气门相位和升程,以及气门开启持续角。多体动力学模拟定向研究预测到在初始设计阶段没有预见的问题,在未经试验的情况下改善了该机构的性能。单缸机气缸盖上的原型机成功运转至发动机转速7000r／min,达到了目标发动机转速范围。介绍该新型机构的开发过程及设计方案。     

Opel公司新型1．0L涡轮增压直接喷射汽油机

Opel公司开发了一种新型1．0L涡轮增斥直接喷射汽油机,其功率为85kw。当发动机转速为1800～4700r／min时,扭矩可达到166N·m。12气门的1．0L火花点燃直接喷射汽油机是1．6L以下排量的3缸、4缸汽油机型谱中首款模块化发动机。该发动机运用了火花点燃直接喷射技术、可变气门控制机构,以及铝合金机体。据研发人员称,新型发动机的运行噪声比同类3缸机的低,甚至比4缸机的低。     

带有可变气门正时和升程的新一代V8发动机的开发

介绍了为Infiniti FX50车开发的新款5．0L V8发动机VK50VE。VK50VE发动机配备了能够对气门正时和升程进行连续控制的机构,即可变气门正时和升程（VVEL）机构,以及对进、排气凸轮轴都能控制的液力可变气门正时控制系统,即双可变气门正时控制（D—VTC）系统。与之前用于FX45车的VK45DE发动机相比,这款新型发动机能够在节气门全开时获得较高的动力性,同时提供更佳的燃油经济性。另外,通过VVEL和D-VTC优化气门正时,这款发动机的排放性能较之VK45DE也有所改善。介绍了VK50VE发动机的技术特点,以及新近为改善带有VVEL和D-VTC系统的废动机性能而开发的控制技术．     

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。     

新型发动机技术信息

Ford汽车公司开发出一种新型发动机。它是一种缸内直接喷射、涡轮增压和可变气门控制的1．0L3缸汽油机。新型发动机首次被配装在将于2012年上市的B-Max汽车上。它达到4缸发动机所具有的功率,但燃油耗显著降低,并且二氧化碳排放处于100g／km水平。另外,该公司声称：将推出1款混合汽车用的自主研发的新型变速器。     

机车和船舶发动机未来的排放要求(下)——面临的挑战、技术方案以及来自其他重型发动机应用领域的经验借鉴

5重型和工业用发动机技术路径图基于上述的发动机内部措施和后处理技术,为了应对实际的或未来的严格的排放法规要求,目前正在开发公路和非公路发动机应用领域的技术。     

降低铁路牵引发动机的噪声和排放

介绍了内燃机车动车新的排放标准;简述了新型发动机燃料及新型环保型机车动车的开发和试验情况;展望了未来环保型机车动车的发展趋势。     

运用了压铸工艺的高强度活塞的开发

日本本田技术研究所运用冷却速度较快的压铸工艺，开发出适合于该冷却速度的新材料，同时，确立了金属模具内部真空化、二次加压、铸造工艺方案优化等高品质技术，成功地研制出成本适中的高强度活塞。叙述了开发高强度活塞的原理、具体方法、材料显微组织控制技术，以及改善材料特性的效果，对新型活塞用于发动机所取得的经济效益与环境效益也作出了评价。     

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％。     

前端皮带传动系统节能技术的开发

近年来,汽油机呈现向高性能、高效率和环保型动力装置发展的趋势。因此,在开发汽车发动机的性能和硬件时,高燃油效率成为重要的目标之一。发动机不仅要具备提供车辆行驶的动力,还要为用户带来愉悦的驾驶感受。采用前端皮带传动（FEAD）系统驱动发电机、空调压缩机和动力转向泵等附件。为此,发动机通常要消耗30％～40％的驱动功率。介绍通过开发FEAD系统零部件或机构实现汽油机高燃油效率的摩擦测量方法和试验规程。通过在装有专用扭矩仪的FEAD系统上测量原始摩擦扭矩,获得高燃油效率的基本数据,这种扭矩仪是专门为在曲轴皮带轮上测量FEAD系统摩擦扭矩设计的。此外,为了尽量减小韩国现代汽车公司开发和批量生产的Theta-II2．4L缸内直喷汽油机所使用的皮带传动系统摩擦,设计和评估了辅助皮带传动系统的新布局。分析结果验证了在FEAD系统上使用摩擦测量技术和试验规程所能获得的减摩效果。