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。     

满足EU ⅢB排放标准的下一代MTU4000系列机车柴油机

自2012年起,机车柴油机将必须满足更加严格的排放标准——EU非公路97/68/EGStageⅢB的要求。与StageⅢA相比,新标准规定的NOx排放限值降低了39%,PM限值降低了88%。新一代MTU4000系列R44发动机满足StageⅢB排放标准。首先,2012年之后将提供V形12缸和16缸发动机,而8缸和20缸V形机将紧随其后。新一代4000系列发动机功率范围将为1000～3000kW,用于电传动或液力传动干线机车和调车机车。MTU4000系列发动机作为在世界范围内运行的内燃机车的牵引动力装置已超过10年。从一开始起,MTU4000系列发动机就以其优异的经济效率、可靠性和功率-重量比而出类拔萃。新一代MTU4000系列R44发动机是目前MTU4000系列R43发动机的升级产品,后者是在2009年投放市场的。开发R44发动机的原则是,要尽可能地保留R43发动机久经考验的技术,对客户界面和发动机尺寸仅进行了略微修改,而且对所有技术都进行了数年的深入细致的试验和验证。到2012年标准系列发动机批量生产时,其样机在试验台和现场将积累数千小时的运行时间。EUⅢBNOx排放限值(NOx+HC4g/kWh)仅通过发动机内部技术(不带SCR催化器)即可达到,而采用柴油机颗粒过滤器(DPF)将可以使PM排放控制在限值以内(PM0.025g/kWh)。除了冷却的废气再循环和优化的气门定时(Miller循环)外,最新一代的LEAD共轨喷射系统(L'Orange公司制造)和MTU二级涡轮增压系统也是新发动机设计的突出特点。基于这些先进的发动机内部技术,可能实现很低的原始颗粒排放值,而发动机的结构可以兼容更高的背压(来自加载的颗粒过滤器)。按此原则,设计的柴油机颗粒过滤器与所开发的再生技术相结合,可满足用户对结构紧凑性、运行安全性、维修方便性和效率的要求。尽管R44发动机的废气排放量大幅度减少,但其仍保持了R43发动机优良的燃油经济性。MTU公司凭借其新的发动机,将继续为安装在干线机车和调车机车上的柴油机树立标准。     

GE公司推出PowerHaul低排放机车柴油机

2008年9月24日,美国GE Transportation公司展示了它新开发的16缸PowerHaul机车柴油机。据GE公司宣称,该柴油机是迄今为止它设计制造的技术最先进的机车发动机。这种功率为3700英制马力（2259kW）、专门设计用于英国Freight—liner铁路公司订购的30台PowerHaul机车（表1）及其派生的欧洲大陆机车的发动机,是从用于发电的Jenbacher发动机演变而来的。它能达到欧洲的3a级排放标准。     

日本货运铁路公司计划开发柴油机-蓄电池混合动力货运机车

日本货运铁路公司JR Freight计划开发一种新型的柴油机一蓄电池混合动力货运机车，预期这种机车将分别减少燃油消耗和NOx排放40％；     

满足未来排放法规要求的MTU解决方案

所有大型的柴油机制造商的开发重点都放在未来即将生效的废气排放法规上。国际海事组织Stage3标准将规定船用发动机在最大标定转速下的NOx排放限值为2g/kWh。针对机车的将从2012年开始生效的欧盟EUIIIB标准规定,NOx+HC的排放限值为4.0g/kWh,颗粒物排放量限值在0.025g/kWh以内。美国环保局规定,输出功率超过900kW发电机组的NOx排放限值为0.67g/kWh,颗粒物排放限值为0.10g/kWh。MTUFriedrichafen公司的柴油机产品遍布全球,应用领域十分广泛,因此需要考虑满足各种主流排放参数要求。最大限度地降低寿命周期成本的最佳技术理念已贯穿在每个应用领域的开发中。根据已生效的排放限值、再冷却条件、燃油经济性要求和燃油品质,可以采用不同技术组合,这些技术包括:燃油喷射、涡轮增压、气门定时、废气再循环和排气后处理。本文通过引用一些应用实例来阐述这些技术方案。     

GE公司Tier3机车柴油机的设计与开发

为了应对美国环保局（EPA）1998年发布的机车排放标准（2000年生效），GE公司开始着手GEVO发动机的开发。开发这种新的发动机平台是为了满足美国环保局和其他立法机构未来的排放法规要求，以及满足客户所需要的高可靠性、低运行成本的要求。创新系列机车自2005年开始投放市场以来，已有超过2000台Tier2达标机车交货...     

内燃机车制造业中的创新思想

为了满足越来越严格的柴油机排放法规的要求,美国GE公司投资2.5亿美元、历时6年研制开发出创新系列机车,该机车采用先进的12缸柴油机,可以发出与GE目前16缸机同样的功率,但其废气排放却比后者减少40%以上,燃油效率高3%以上。     

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。     

GE公司研制出“创新”型内燃机车

美国GE公司投巨资、历时6年开发成功一种“创新”型内燃机车j该型机车最主要的技术特点是燃油效率高、排放性能好：与现有机车相比，燃油效率高3％，废气中的有害物排放量减少40％。     

动力总成冷却系统的技术开发

日益收紧的排放标准与提高燃油经济性的要求是动力总成冷却系统进行创新的主要驱动力。为了改善发动机热管理系统和热交换器的可靠性，Visteon公司采用先进的冷却技术满足了车用发动机冷却系统日益复杂而又苛刻的要求。     

短讯5则

Alfa Romeo公司在意大利开发了一种新型缸内直接喷射涡轮增压发动机,将于2013年初在PratolaSerra市的FMA工厂投入生产。这款既可横置又可纵置安装的新型4缸发动机的排量为1．8L,最大功率达到221kw,而且,还能满足未来欧6排放标准和美国第2阶段第5级排放标准。这款全铝合金制造的发动机装用一种20MPa缸内直接喷射系统,可变气门机构,以及高功率的涡轮增压器。     

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     

绿色动力装置

简要介绍美国机车制造商为满足日益严格的排放法规的要求,大力开展绿色铁路牵引动力装置的研究开发工作及所取得的成果。其中包括：新型多柴油发电机组机车、混合动力机车开发;在现有机车上加装各种节能减排装置,例如智能化机车编组燃油管理系统、发动机自动起动/停机装置、行车优化装置等;机车制造商与铁路用户联手进行干线机车和调车机车烧...     

MWH公司帮助GE公司开发成功“创新”型机车柴油机

美国GE公司运输部(以下简称GE公司)是一个世界级的机车制造主导厂商,目前全世界有13000台由GE公司制造的机车在运用,另外还有6500台机车按合同由GE公司提供维修服务。所以当GE公司决定开发一种燃油效率更高的电传动内燃机车以达到或超过政府新的排放法规时,整个开发工作历时6年     

为应对新排放法规而进行改造的新MTU4000系列柴油机

4000系列发动机自1996年投放市场以来,在世界铁路、矿山、海洋运输、发电以及油气各领域已可靠应用数百万小时,其以12V、16V和20V的结构形式实现了1 000～4 300 kW的功率覆盖面。为确保发动机排放值能够适应未来的需要,MTU对其4000系列发动机进行了全面升级改造。05型的开发重点是实现EU Stage IIIB、EPA Tier 4和IMO 3排放达标,与先前的适用标准相比,该排放法规要求NOx排放降低40%～90%,颗粒物排放降低80%～88%。MTU根据具体应用条件提供各种匹配的减排技术方案。针对船舶、铁路机车和发电应用,MTU提供排气后处理系统;此外,还针对油气和矿山的移动设备应用采取不同的技术措施。公司针对1600、2000和4000系列采用独特的发动机技术方案,可以不依赖任何排气后处理系统,这是在该性能等级内的一项独特的成果。除了排放达标,该发动机取得成功的关键因素还包括:优越的功率重量比、发动机尺寸、燃油经济性以及高可靠性。对于不采用排气后处理的发动机,在发动机结构方面,采用了大量的关键性减排技术。两级涡轮增压结合Miller燃烧以及排气再循环,有助于显著降低NOx排放量。公司的一种新型燃油喷射系统喷射压力可高达2 500 bar。新一代发动机使MTU的工程师们成功地解决了严格的减排法规要求与用户降低寿命期成本、改进发动机性能和固定发动机尺寸之间的矛盾。为每一种应用形式提供最佳的减排技术,其中包括加装和不加装排气后处理装置。     

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，     

机车市场在复苏

随着运量增加,机车市场正在好转,各家制造商,如GE、EMD等,纷纷改进自己的产品,在符合美国环保局排放标准的前提下,满足各铁路公司对机车的要求。制造商开发的列车控制系统、排放后处理设备、混合动力机车、GenSet机车等产品丰富了市场,加快了机车市场的复苏。     

GE公司研制出Tier4达标柴油机

GE运输装备公司在美国铁路工业展览会上宣布研发出不采用后处理技术即可满足苛刻的EPA Tier 4排放标准的柴油机。Tier 4标准将于2015年1月1日起生效,装用＂创新＂系列加强型柴油机的Advanced Power 4机车有望在此之前完成。诺福克南方铁路公司在宾夕法尼亚州和俄亥俄州对2台机车进行了试验。另外,GE公司计划在2014年年初试验5台样车,满足Tier 4排放标准的20台小批量生产的ES44AC型机车将在不久之后进行试验。     

铁路牵引排放标准

美国环保局(以下简称EPA)于1997年12月正式通过了铁路机车的第一个排放法规〔63FR18997-19084,1998,4,16〕。该法规推行了新造和改造的铁路机车和机车发动机关于NOx、HC、CO、PM(颗粒物质)和烟度的Tier0～2级排放标准。这些排放标准于2000年开始生效,对于1973年之后原造的机车,     

Volvo公司推出符合2010法规的实测卡车

Volvo卡车配备了选择性催化还原系统（SCR）以符合美国环保署2010年排放法规的要求。Volvo卡车北美公司对这些卡车进行了实地测试。Volvo卡车北美公司董事长兼首席执行官指出：“这是空气净化领域的一个里程碑,其燃油经济性和可靠性等性能可以满足用户需求。根据其他领域的经验,采用SCR技术可以降低NOx排放,提高燃油经济性。”Volvo公司针对2010标准制定了技术解决方案,开发了采用柴油颗粒过滤器和废气再循环系统的以及适合现状的排放控制技术。同时还借鉴SCR技术在欧洲市场的丰富经验,Volvo在欧洲生产了100000多辆新型卡车。2007年已对11辆采用SCR技术的卡车进行实地测试,其余安排在2008年。