未来轿车柴油机的系统开发

Mahle公司的试验研究是建立在一种典型的现代柴油机结构基础上的,能够对现在和未来的技术进行系统的试验。这种试验用柴油机具有集成的高压和低压废气再循环（EGR）管路,以及可自由编程的发动机电控单元,因而能在真实的条件下高效地开发新系统。以试验研究EGR技术为例,介绍这种整体式试验方法的优点。     

BMW公司新型6缸轿车柴油机

3．0L6缸柴油机是BMW公司柴油机系列中除2007年已推出的新型2．0L4缸柴油机外的第2个主力机型,主要用作BMW公司大多数轿车产品系列中不同功率等级的动力装置,为满足未来燃油耗和废气排放要求作出了重要贡献。考虑到产品系列结构设计方案的一致性和零件的通用性,6缸机由4缸机派生而来。2008年9月,这种新6缸柴油机首次以180kW和520N·m的动力性能搭载于330d轿车,同时以180kW和540N·m的动力性能搭载于730d轿车,这2种车型都达到了欧5排放限值,而且,330d轿车还可作为欧6车型。     

Mercedes—BenzB级轿车的新型4缸柴油机

在4缸柴油机的基础上,开发出一种能满足特殊匹配需求的变型机（内部型号为OM651）,并首次批量用于Mercedes—Benz新型B级轿车,将来,还有可能被配装在所有前驱的Mercedes—Benz轿车上。该柴油机在燃油耗、排放和行驶功率方面具有明显的优势,已在Mercedes—Benz多款轿车乃至S级轿车上得以应用,但被配装在紧凑型轿车上尚是首次。     

小排量轿车柴油机减排技术的潜力

柴油机因其高的热效率占据了轿车市场很大份额。柴油机的改进主要体现在排放控制和性能改善方面。为满足更清洁发动机的要求,采用了多项新技术。尽管新技术在减排方面很有效,但应慎重应用,因为它们对燃油经济性和成本的影响各有利弊。因此,理解各项技术的特点并有效优化是很重要的,尤其对小排量柴油机更是如此。介绍了几种技术,并在小排量轿车柴油机上对其特性进行了研究。改善了减排潜力以符合未来排放标准。     

轿车柴油机用的钢活塞

现代柴油机仍一如既往地要求降低排放和提高功率。然而,在降低燃油耗和废气排放的同时,要达到较高的升功率势必要求燃烧与不断提高的爆发压力具有良好的匹配。而目前常见的轿车柴油机铝活塞承受功率的能力已达到极限。因此,发动机零部件供应商正致力于研发能够承受更高机械负荷和热负荷的钢活塞。     

Mercedes-Benz公司新型直列式4缸轿车柴油机

Mercedes-Benz公司对迄今生产的直列4缸柴油机进行多年卓有成效的优化之后,已成功开发出一种全新的OM651轿车柴油机,该机的基本尺寸仍以1983年开始生产的OM601自然吸气预燃室柴油机为基础。通过对现有技术的不断开发和发动机创新技术的应用,该机在燃油耗、排放和行驶性能等方面的潜力被充分挖掘。     

轿车柴油机用钢活塞

近几十年来,铝活塞已被成功应用于轿车柴油机。然而,不断升高的热负荷和机械负荷使得钢用作活塞材料更具吸引力。为满足负载能力和性能日益增长的需求,KS Kolbenschmidt公司为轿车柴油机开发了钢活塞。     

马自达公司新型2．2L轿车柴油机

为了进入欧洲市场,轿车柴油机不仅必须提高功率和降低燃油耗,而且还必须在环保性、噪声和振动性能方面达到高水平。为了满足新的马自达6轿车的要求,对迄今使用的2．0I。柴油机进行改进,以实现具有耐久性和运动型驾驶乐趣特征的产品理念。新型的MZR—CD2．2型轿车柴油机已预先考虑了其他车型系列（例如马自达3轿车）的要求。     

PSA集团利用减振板降低欧6柴油机噪声

PSA集团正进行利用减振板降低柴油机噪声的研究。尽管柴油机是否能达到欧5、欧6排放标准取决于其自身优化，但是，要在符合排放标准的同时，达到噪声一振动平顺性（NVH）的要求并不容易。达到欧5、欧6排放标准最简单的方法就是提高燃烧效率，不过，这会使发动机爆燃引起的振动传递到发动机其他部件。该公司的NVH研发经理Arvid Norberg指出：“减少振动的常见方法是提高机体刚度，但这通常只会使振动频率更高。通过采用减振板，可以降低噪声和振动等级，进而大大改善NVH。”Trelleborg公司采用耐用橡胶层压板材料制成专用的减振板，即在两层钢板中加入一层硫化橡胶。这种用均一材质组合而成的复合材料，与单质材料相比更具隔音效果。PSA集团拿到Trelleborg公司的减振板样板后，     

柴油机机油压力调节器蜂鸣噪声的试验研究

由于对汽油机噪声品质的要求日益提高,对于应用于轻型和中型汽车市场的当代柴油机,需要从噪声、振动和平顺性角度进行精心设计。对于低怠速、轻微加油或减油等典型的发动机工况需要更加关注,因为这更容易产生噪声问题。噪声特征的任何突变都可以被视为故障的征兆,会产生潜在的保修索赔风险。报道Cummins公司进行的一项试验研究,以确定发动机在低转速无负荷瞬变工况期间机油压力调节器出现蜂鸣噪声的根本原因。发现在某些发动机转速下,出现令人反感的噪声的根本原因与调节器柱塞撞击阀座有关。噪声和振动诊断测试证实,柱塞撞击阀座会引起令人反感的蜂鸣噪声。经过系统研究之后,通过改变调压弹簧设计解决了噪声问题。机械开发试验确定了新型机油压力调节器弹簧的改进效果,该技术已在生产中得到应用。     

工业用大功率柴油机的未来设计趋势

60多年来，在中国柴油机的设计一直受到市场对大功率、小尺寸、低重量、低油耗、高可靠性与耐用性以及柴油机低成本等市场需求的推动：不久又会加上降低排放这一要求。20年前，在其它国家汽车柴油机曾面临过此种挑战。而今天大功率柴油机正面临着此种挑战。有朝一日，中国会强化规程，销售到此的柴油机的设计将不得不改变。本文展示了柴油机设计师们为降低排放已作的设计改动。由AVL和其它公司开发的用于小汽车和卡车柴油机的技术现在正加以修改以便满足船舶、发电、机车和其它非道路柴油机的不同要求。所采用的工艺用图解和示例加以说明。示出了可降低排放的设计并列出了其收益及影响。在大多数情况下降低排放会导致上述列出的其它项目的让步。本文论述了目前在柴油机设计方面所采用的新技术，着重论述了缸径150～200mm的柴油机。最后对未来的工业用柴油机的状况还作了预测。     

优化柴油机润滑系统

文章介绍了俄罗斯大学和科研机构联合研制出了一套机车柴油机用的自动调整润滑系统。详细阐述了这种润滑系统的试验过程及其试验结果。结果表明:该系统与原有润滑系统相比,它既可以减轻摩擦件的磨损程度,还可以节约燃油及减少有害气体的排放,试验获得了圆满的成果。     

铁路柴油机应达到未来废气排放限值标准

目前德国联邦铁路公司运用的内燃机车约有2 70 0台,内燃动车约有2 0 0 0辆。随着环保意识的增强,公众越来越关注柴油机的废气排放。本文介绍了当前铁路柴油机的废气排放情况,并将之与铁路柴油机的废气排放限值标准进行比较,指出了达到这个排放限值标准的技术可能性。     

BMW公司满足未来全球废气排放标准的柴油机排放技术

全球排放法规日趋收紧，而且美国、日本，以及欧洲各国的排放法规又有差异，因此，除进一步开发现有的系统外，还必须应用新技术，特别是在柴油机排气后处理方面。采用众所周知的、近发动机免维护柴油颗粒捕集器、氮氧化物存储催化器和选择性催化还原系统开发出1套排放组合装置，从而使BMW公司的柴油机动力总成继续保持高品质，并成功地进入美国和加拿大市场。     

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。     

基于优化燃料喷射控制的柴油机快速开发方法

从预防地球温室效应的观点出发,热效率高且二氧化碳排放少的柴油机已重新获得关注。此外,由于近年来减排技术和燃烧控制技术的不断发展,柴油机的氮氧化物和颗粒排放也已大幅度降低。在应用这些最新燃烧控制技术的过程中,必须合理调整控制参数,在各种运行条件下兼顾降低排放和提高热效率的要求。叙述了在实际发动机上高效率、高精度优化控制参数的方法。     

2010年柴油机排放控制回顾

从排放法规、发动机技术,以及氮氧化物（NOx）、颗粒、碳氢化合物（HC）和一氧化碳控制等方面扼要回顾了柴油机排放控制的最新进展。排放法规正在继续向前推进,美国加利福尼亚州可能会提出2016—2022年拟收紧70％的轻型车车队平均排放标准。轻型车和重型车发动机的二氧化碳（CO2）排放法规也都会收紧,这些法规对柴油机及其排放的影响可能会在未来延续很长时间。发动机技术正在顺应这些要求。小型柴油机试图在增强燃烧方面取得进展,以便能通过发动机的小型化来减少CO2排放。大型柴油机力求在硬件制造、减少NOx的控制和燃油耗之间取得最佳的平衡。迄今已发表了许多有关优化选择性催化还原（SCR）系统的报道,其中不少报道都提出,可以采用合适的还原剂管理和新的催化剂配方,以改善系统的低温性能。以HC为基础的减少NOx的技术侧重于稀NOx捕集器（LNT）和LNT＋SCR系统的研发,而LNT的标定策略是要产生供下游SCR使用的氨。采用柴油机颗粒过滤器（DPF）控制PM的技术非常有效。从再生策略、催化剂利用和基底材料设计等方面报道了DPF再生技术的进步。生物柴油对DPF功能的影响变得更为清晰。最后,针对SCR系统使用的下游催化型DPF生成的二氧化氮的影响,介绍了柴油机氧化催化器的试验研究情况。     

新型高功率密度工业用柴油机的开发

工业用柴油机广泛用于许多领域,市场强烈要求其成本低、紧凑性好、功率输出和可靠性高。此外,工业用柴油机的排放法规正在不断强化,所有的发动机都必须遵守这些法规。因此,低排放是一个基本条件。介绍了利用计算流体动力学优化进气道和燃烧室形状以实现高功率输出和低排放的工作。此外,针对高功率输出引起的热负荷增大问题,以及为了提高可靠性和耐久性,开发了新的冷却水套结构。曲轴支承采用了高刚性梯子型框架,以实现低振动噪声。齿轮机构布置在飞轮侧,以降低齿轮噪声。开发出了具有高功率输出、结构紧凑和优良振动噪声特性的工业用直喷式柴油机。