商用和工业用发动机发展趋势

降低排放和改善能耗是决定道路用和非道路用发动机未来发展方向的重要因素。通过采用天然气替代柴油以实现燃料灵活性。为了满足未来的需求,发动机将变得更加复杂。此外,基型机上将采用更先进的附属系统,用来进行回收废热、气态燃料供给、排气后处理及其控制。增加发动机的复杂性将会增大整个动力系统的尺寸、质量及成本。未来发动机发展的另一个关键因素是优化基型机,满足未来的排放法规(包括CO2)要求,通过优化基型机弥补附件增加带来的尺寸、质量和成本的增加。发动机缩缸强化、新材料、减小摩擦、先进增压和燃油喷射系统技术等方面已在轻型车辆领域显示出潜力并已处于具体实施阶段。介绍未来商用和工业用发动机基型机的改进方案及潜力,描述这些技术如何改善商用和工业用基型发动机,以满足未来排放法规及燃油效率要求。     

混合动力车用三缸汽油机曲轴平衡设计

汽车动力系统发展日益多元化,混合动力效降低燃油消耗及排放,同时有效的解决了纯电动汽车的里程焦虑问题,市场份额不断增加。由于混合动力发动机运行工况较传统发动机更窄,更多的利用自然吸气发动机的高效率区。但是,由于混动系统较传统动力增加了电动系统,为解决整车布置问题,需要匹配更紧凑的三缸发动机。本文基于四缸自然吸气发动机,研究三缸自然吸气发动机曲轴结构及平衡重的设计,并对曲轴的扭振进行评估。结果表明:采用四平衡重结构并将平衡重偏心30°布置,可以使得在最小力偶的情况下,实现旋转惯性力矩的平衡;该三缸自然吸气发动机曲轴扭振的最大振幅为0.070 deg,满足扭振评价要求。     

本田公司新款3.5L V6涡轮增压直喷汽油机的开发

介绍了新开发的配装NSX新车型用的超级跑车发动机。新开发的发动机要满足车身布置要求的高动力性能。通过选择3.5L排量及采用V6气缸布置和涡轮增压器,发动机达到较高的功率且结构紧凑,能在车身后部安装由混合动力电机与新开发的变速箱组合而成的动力系统。润滑系统采用干式油底壳系统,它能确保超级跑车在所有可能的行驶状况下得到可靠的润滑。燃烧系统采用高滚流气道、直接喷射和进气道喷射的双喷射系统,能提高动力性能、热效率并降低排放。为了应对高功率带来的热负荷增加,在燃烧室和排气道周围采用3段式水套,优化了气缸盖各部分的冷却液,因而能抑制爆燃和冷却排气道。缸孔采用喷铁涂层,它能增强冷却效果并减轻质量。喷铁涂层缸套比传统铸铁缸套和铝制缸套更硬、更薄,因而能在不增加缸心距的同时,在气缸间布置冷却水道。     

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%。     

排气减振金属软管技术及其在商用车领域的发展

金属软管是由不锈钢带扣接而成的,在汽车排气系统中作为柔性元件,起吸收减缓排气系统振动、位移和补偿系统安装公差的作用。金属软管应用在汽车排气系统中,可以有效降低由于发动机振动而带给整个排气系统的损伤,而且可以优化系统布置、延长系统的使用寿命,同时使排气系统的装配     

基于CFD的汽车排气歧管流场分析

<正>汽车发动机进、排气系统的结构和流动性能的优劣,直接影响到发动机的动力性、经济性和排放性,是发动机中的关键部分之一。在设计排气歧管时,为了不使各缸排气相互干扰以及不出现排气倒流现象,并尽可能地利用惯性排气,应使排气歧管的内表面光滑,降低排气阻力,而且各缸歧管应相互独立。     

2缸发动机平衡机理研究及悬置系统优化设计

以2缸发动机为研究对象,分析发动机曲柄活塞机构的运动规律,推导发动机在实际工作时产生的不平衡激励力和力矩,研究2缸发动机的旋转惯性力和往复惯性力的平衡方法,对一台2缸发动机在不同平衡条件下产生的激励进行数值模拟。在此基础上,建立2缸发动机悬置系统优化模型,以悬置系统的固有频率、能量解耦率和悬置动反力为优化目标,用序列二次规划法进行多目标的优化,对一台2缸柴油机进行了悬置系统优化设计。分析结果表明该优化方法可以有效减少发动机传递给车身的激励。     

智能力量2014Apriliα RSV4 Fαctory ABS

此次,阿普利亚的高性能V型四缸发动机已变得更加强大。对于这台发动机,阿普利亚进一步减小了其内部摩擦,平衡了曲轴箱内气压;同时,阿普利亚还优化了发动机电子管理系统,并匹配新设计的高效排气系统,使这台V型四缸发动机能够爆发出更强大的能量一一在转速不变的前提下,其最大功率增长到135s．3kW,最大扭矩也提升至117N·m。     

微型汽车3缸发动机悬置系统匹配设计

从3缸发动机的振动规律出发,分析其合理的模态分布范围;分析了微型汽车悬置系统的布置型式及其常用悬置结构的特点。针对某微型汽车匹配3缸发动机怠速振动过大问题,对其悬置系统进行模态分析及受力分析。通过调整悬置刚度及悬置结构等措施对悬置系统进行优化,并对优化前后的动力总成模态分布及转向盘振动进行试验。试验结果表明,优化后的悬置系统解决了3缸发动机怠速振动及转向盘抖动问题。     

串联式混合动力电动汽车发动机转速新型PID控制

在混合动力电动汽车中发动机转速的优化控制是降低油耗、减少排放的关键。而发动机转速系统是一个复杂的变参数非线性系统，且很难获得其准确数学模型。本文在常规的PID控制的基础上引入单神经元自适应控制，提出了发动机转速控制的优化目标。台架试验证明控制器能够较好地实现对发动机转速控制。     

雷克萨斯推出混合动力新车Hs 250h

雷克萨斯的新混合动力车型HS260将手今年夏季上市。它是目前雷克萨斯最省油的车型，装载了一台2.4升4缸发动机，最大功率187马力。HS250和新的RX混合动力车型一样，装备了排气加热回收系统，通过帮助发动机升温来提高燃油经济性。整个HS车身有85％可以循环使用，包括电池。     

乘用车排气挂钩动刚度分析及优化

汽车排气系统通过排气挂钩连接在车身上,在发动机运行过程中,会承受来自发动机本体的排气冲击激励。排气挂钩动刚度对汽车噪声-振动-声振粗糙度(NVH)性能至关重要。针对白车身测试的排气挂钩动刚度未满足设计要求的问题,搭建对应的有限元模型进行动刚度仿真分析,结合分析结果及诊断提出3种优化方案。将优化方案在实际白车身上进行动刚度试验验证,结果满足目标要求,验证了该方法的有效性,表明有限元分析在一定程度上可以指导汽车前期设计和优化。     

自然吸气发动机排气系统氧传感器布置研究

以上汽自然吸气发动机排气系统为研究对象,通过CFD软件STAR-CCM+对排气系统进行瞬态数值模拟计算,并引入示踪因子Passive Scalar模型,分别跟踪各缸排气气流的运动轨迹,用以评估当前氧传感器位置合理性,并提出后续的优化方向。     

Audi公司新一代V6涡轮增压直喷式轿车柴油机——热力学、应用和排气后处理

Audi公司开发的新一代V6涡轮增压直喷式(TDI)柴油机系列使柴油动力装置获得进一步发展,其开发目标是在满足欧6排放法规要求的同时降低燃油耗,并进一步提高功率和扭矩。其中,集成模块化近发动机布置的排气后处理装置对达到上述目标起到关键作用,全新设计的链传动机构能为此提供自由的安装空间,因而能在低CO2排放水平下获得最佳的排气后处理效果。详细介绍新型V6-TDI柴油机的热力学、应用和排气后处理系统。     

天然气发动机气门温度场研究及精度验证

气门温度场的建立可以指导气门选材以及反映发动机的使用状况。针对天然气发动机,采用整体硬度法研究了各缸排气门的受热温度,并且采用热电偶法验证了硬度法的测温精度。结果表明,该发动机各缸排气门的最高温度为630-650℃;整体硬度法测温精度较高,测试偏差在3%以内。利用此法测温可以为新开发机型的气门设计提供依据。     

基于电磁驱动气门的发动机停缸技术研究

为改善车用发动机部分负载时的燃油经济性,提出了一种应用电磁驱动气门来实现的发动机停缸技术.首先对发动机某一气缸停止工作循环时的工作过程进行了性能仿真,以单缸在1个循环内所做负功最小为优化目标,计算得到了单缸停止1个工作循环的起始点.以尽量保证各缸间的工作均匀性为基本原则,设计了4缸发动机顺序间歇停缸方案并进行了仿真与分...     

基于运动学特性的双横臂悬架硬点位置优化

利用空间机构运动学和数值计算的方法对双横臂独立悬架系统进行了运动学分析,以悬架运动学特性设计曲线为优化目标,对悬架硬点的布置位置进行了优化。结果表明,按照优化后的硬点位置计算出的悬架运动学特性曲线与设计曲线基本一致,因此利用该方法可以快速实现对悬架硬点结构的优化布置,提高车辆性能。     

柴油机气波增压器的设计与研究(二)

本文主要叙述气波增压器与柴油机的匹配。文章在叙述了发动机的缸数、配气相位及气阀重叠度、进排气系统、启动系统、燃料及润滑系统的匹配关系之后,详细介绍了为气波增压器设计的新的排气系统及其优点。     

通过排气道形状最佳化提高高增压四冲程柴油机的效率

改进高增压四冲程柴油机排气道的设计,为进一步提高发动机的经济性提供了一个切实可行的方法。已经证明,随着增压度的提高,减小排气损失越来越显得重要。将缸盖内的排气道设计为扩压形,可使发动机的油耗降低,在试验的单缸发动机上,油耗降低量达3.5％。由于本试验是在等压增压的边界条件下进行的,故其结果亦可适用于以同样的增压系统工作的多缸发动机。     

272发动机二次空气喷射系统

272发动机是V型6缸发动机,采用轻质材料设计而成,每缸4个气门,排量为3.5 L,配有进气和排气都可调凸轮轴,其结果是既提升了性能潜力,又减轻了质量。另外,6缸动力单元内的燃烧过程经过优化,降低了废气排放量和燃油消耗量。S350峰值扭矩为350 Nm,最大输出功率为200 kW（即272马力）。