绝热涡轮复合式柴油机

绝热涡轮复合发动机的研究和发展已经表明这种设想是可行的。通过实践证明有能力满足未来发动机的性能和使用要求。它具有燃油消耗率低、排烟和碳粒排放少,在NO和燃油消耗率之间有最佳的配合,有良好的适应多种燃料能力,白烟生成少,能降低维护保养需要,以及可靠性强和寿命长等特点。取消水冷却系统是很有吸引力的,这样可以减少安装重量,降低成本,并减少附加损失。绝热发动机的运行条件可做为设计和计算绝热零件的根据。并提出能满足绝热发动机要求的材料类别。这些材料包括耐高温金属材料、高性能陶磁和玻璃陶磁。本文还叙述了采用涡轮复合系统来利用绝热发动机所增多的排气能量。在平均有效压力为200磅/英寸~2时已达到最低燃油消耗0.285磅/马力小时。 尽管已经证明绝热发动机在技术上是可行的,是有生命力的,然而,在它成为一个市场上有竞争力的产品前,还有些必须解决的问题。文中对今后所需要做的工作进行了讨论。     

低散热柴油机的前途和面临的课题

低散热柴油机取消了传统的液体冷却系统,将传到冷却介质中的能量损失转换成曲轴输出功,以降低发动机的油耗。但节省的大部分冷却能量并不能直接增加输出功,而是传递到了排气之中,因而排气能量的回收成了一个现实的课题。低散热发动机燃烧温度较高,使NOx排放增加;气缸绝热只影响对流热损失的问题仍存在着争议;对流热损失的循环情况,灼热碳粒的幅射,气缸绝热引起的高温需要对润滑改进等问题都值得注意。同时必须处理好脆性陶瓷损坏的概率特性,确定采用整体陶瓷还是陶瓷涂层更适合于气缸的绝热。本文就上述方面论述了低散热发动机的发展前景和面临的课题。     

国外绝热发动机的研制与发展

<正> 近十年来,全世界的发动机行业,特别是柴油机行业中,一种新的技术——绝热技术正在兴起,绝热发动机技术正在受到全世界发动机行业的密切注视。 绝热发动机的研究始于1974年左右,距今已有十余年历史。英国皇家海军工程学院以R.B.Stone为首的研究小组在1974年就曾经用反应烧结氮化硅设计制造过活塞,并在一台Gardner 4冲程水冷柴油机(D×S=108mm×152.4mm)IL2上做过试验。发动机功率为9kW/1100r/min。并成功地进行了50小时的满负荷试验。试验时,曾采用过RBSN(反     

国外陶瓷发动机研制概况

一、陶瓷发动机(又称绝热发动机)的开发由于能源危机和劣质燃料的应用而获得进展,其中最有效的方法是利用发动机材料的绝热性能而大大提高其热效率。现在陶瓷发动机不仅应用耐高温陶瓷材料作为发动机燃烧室的零件(如活塞、气缸盖和气缸体),而且研制出全陶瓷发动机(包括气缸体与曲轴部份),并进行耐久性试验,取得了新的突破,据预测还将在八十年代投入工业性试验,九十年代投入成批生产,以逐步取代传统的金属发动机。为使汽车实现大马力、高转速、耐久性     

活塞涂层对柴油机性能影响的研究

发动机活塞绝热的目的是减少热损失,从而提高指示效率。热障涂层被用于模拟绝热发动机的工作状态,其目的不仅是降低缸内热损失,防止底层金属表面的热疲劳,而且也是为了减少发动机排放。采用热障涂层能降低从燃烧室表面(包括气缸盖、气缸套和活塞顶)和活塞环向发动机冷却水套的传热。应用以陶瓷为基体的涂层,使燃烧室的隔热对燃烧过程产生影响,从而影响发动机的性能和废气排放特性。在油价快速上涨的情况下,绝热技术因有助于降低燃油耗而显得越来越重要。在柴油机活塞顶部采用等离子喷涂的热障涂层,研究其对发动机性能的影响。证实这种涂层能提高发动机的热效率和机械效率。     

低散热发动机技术和工艺发展状况的评述

<正>1986年美国陆军部委托国家科学委员会组织了由各方面权威人士共12人组成的专家组,组长是P.S.Myers教授。该专家组对西欧、日本等国家的绝热或低散热发动机的发展概况进行了详细考察,并起草了“低散热发动机技术和工艺发展状况的评述”的技术报告,该报告最近正式出版,本文是其中的结论部分,译者认为这些结论是严肃的,对陶瓷材料在发动机上的应用提出了相当好的预见性意见,对解决绝热发动机发展中的一些争论也有重要参考价值。     

EQ6100发动机排气门座耐磨性研究

近年来围绕排气门座耐磨性问题进行了一些工作,即材料对耐磨性的影响;汽油含铅量对耐磨性的影响;发动机的高温高负荷对耐磨性的影响;排气门座温度对耐磨性的影响;气门间隙随发动机温度升高的变化情况。现就以上几个方面工作进行分析如下: 一、材料对排气门座耐磨性的影响 1986年～1988年共抽检东风EQ140车汽油发动机EQ6100近60台进行100小时全速全负荷试验。在这些发动机中有采用现生产高     

氧氮化处理的耐热钢表面分析

<正> 对汽车发动机用气门材料SUH3(进气阀)及SUH36(排气阀)的耐磨损表面处理法,一般来说,一直进行镀硬铬处理。但是,为了发动机的高性能化,由于采取排气措施,带来了发动机零件的高温化。随着镀铬层的软化,产生了磨损量增大以及成本提高的问题,因而转为采用在高温下磨损特性优越、在成本方面有利的氮化处理的汽车正在增加。 作为对这些耐热钢的氮化处理法,当前,已有报告指出软氮化处理及氧氮化处理都是可能的。     

发动机缸盖用新型Al-Si-Cu-Mg铝合金材料

新型Al-Si-Cu-Mg铝合金材料在319.0合金的基础上,通过调整合金中Cu,Mg两种元素的含量和添加其他微量元素,同时改善了室温性能和高温性能,力学性能优于传统发动机缸盖铝合金;采用常用方法测试了新型铝合金的铸造性能,并且经过试制验证了新型铝合金铸造性能满足发动机缸盖的成型性要求;通过相图分析和显微组织观察揭示了...     

德国Deutz MWM公司发展的高温冷却技术

<正> 高温冷却可以减小冷却系统的体积,降低冷却系统的费用,并且还能减小安装空间。Deutz MWM公司的226B和234两个系列的发动机现在都采用了高温冷却。 Deutz MWM的226B系列发动机已经改变为在105℃的高温冷却情况下运转,因而减小     

基于双有机朗肯循环的 CNG 发动机余热回收系统参数优化及工质选择

为了充分利用 CNG 发动机的余热能量,根据 CNG 发动机的余热能分布特性设计了双有机朗肯循环系统,用来回收 CNG 发动机的排气能量、进气中冷能量以及冷却系统具有的能量。该双有机朗肯循环系统包括高温循环和低温循环,高温循环采用 R245fa 作为工质,用于回收 CNG 发动机排气能量;低温循环分别采用 R245fa , R1234ze 和 R1234yf 作为工质,用于回收进气中冷能量、高温循环冷凝过程中释放的能量以及发动机冷却系统的能量。在 CNG 发动机标定工况下,对双有机朗肯循环系统的参数敏感度进行了分析。结果表明：较高的高温循环蒸发压力和低温循环蒸发温度,较低的高温循环冷凝温度和低温循环冷凝温度可以提升双 ORC 系统的净输出功率和热效率;高、低温循环均选择 R245fa 的方案可以使系统具有较优的热力学性能。     

气囊式绝热活塞

为了减小发动机的冷却损失和提高其热效率,国外不少汽车厂商都相继推出自己的绝热式活塞。这些活塞几乎均采用陶瓷活塞顶,采用这种结构不仅生产工艺与原工艺相差甚远,而且在活塞顶与活塞体的紧固问题上也很难找到一种简单而又可靠的解决办法。为此,英国AE集团独辟蹊径,采用钢质活塞顶,利用气囊进行膈热,这样就妥善解决了活塞顶与活塞体的紧固问题,同时,所用的材料和工艺与传统的也相差不远。AE集团研制出了两种气囊式绝热活塞,分别用于单缸机与多缸机(见图)。它们均由一个钢质活塞     

摩托维修技巧集锦

<正>众所周知，气缸在摩托车发动机摩擦副零件中起着举足轻重的作用。气缸除正常加工的几何尺寸外，最重要的是使用的材料，应能承受发动机燃烧爆炸的高温、高压、高负荷的冲击，并能在热状态下不产生变形。由于一些假冒伪劣配件在市场上流通，特别是气缸用材料随意性较大，     

关于“兰肯后循环”

本刊本期和上一期关于绝热柴油机的报道中都提到,为了改善绝热发动机的循环效率可以采用Rankine bottoming cycle来回收排气热量。那末,什么叫Rankine bottoming cycle?如何采用它?它有什么好处呢?现将个人的理解阐述如下。     

气门机构材料综述

发动机气门机构的各零件在高速剧烈运动和惯性作用下,承受很大的冲击力,同时还受到很高的热负荷和高温废气腐蚀。为此,要求这些零件在高温下应具有高的强度、耐热耐磨、抗腐蚀能力。本文就发动机气门机构零件的使用和材料问题做了一般性的探讨。     

发动机冷却液温度过高故障分析

<正>发动机正常工作时的冷却液温度在90℃左右。冷却液温度过高是发动机经常出现的故障,它对发动机各部件均有不良影响。一是会使发动机的进气温度升高,进入气缸的空气密度下降,导致进气量减少,发动机功率降低;二是各运动部件由于高温作用而过度膨胀,使原来的配合间隙发生变化,破坏了正常的工作状况。三是会使润滑油变质。发动机润滑油在高温工况工作,其粘度随之下降,性能变差,发动机零部件表面不易形成润滑油膜。同时,金属零件由于高温热膨     

船舶内燃机绝热包敷排气消声器温度场数值模拟

内燃机的排气是高温气体,排气消声器外表温度对周边临近设施的影响应控制在一定的限度内,其温度场状况依赖于绝热包敷的材料和结构性能。文中所研究的消声器模型是一个流固耦合传热模型。研究使用CFD软件对模型进行三维数值模拟,采用带有传热面的消声器计算模型,用N-S方程和k-ω模型来模拟消声器内部流场及壁面温度场,并对计算结果进行后处理分析。     

绝热涡轮复合发动机性能的分析

众所周知,现在可供实用的带中冷器的涡轮增压柴油机,是效率最高和可靠性最好的发动机之一。本文对绝热涡轮复合柴油机进行了分析,认为现有的不带冷却系统的狄塞尔循环,对传统的柴油机效率、可靠性和寿命来说,将显示出新的划时代的发展的可能性。这里着重指出柴油机的冷却系统在实际使用中的各种问题,并阐述无冷却系统的绝热涡轮复合发动机的性能。     

高温高负荷下Miller发动机扭矩提升的控制策略

为了解决Miller循环混动发动机在高温高负荷下爆震倾向明显增加而导致扭矩损失严重的问题,该研究通过台架试验,对进排气相位、喷油比例和喷油相位等关键控制参数进行了优化,并根据高温高负荷下发动机的工作特性,在发动机控制逻辑中引入温度修正。结果表明：进排气相位优化等措施成功抑制了爆震;优化后的发动机在1 600 r/min高温全负荷工况下扭矩提升了18.5%;并且实现了对进排气相位、喷油参数和点火角的高温补偿,以及不同温度下控制参数的解耦,显著改善了高温高负荷下的动力性能衰减。     

内燃机的传热研究(Ⅰ)

研究内燃机的传热对研制高强化低散热发动机是很重要的。本文综合了世界先进的研究经验,从传热的基本概念及其对发动机设计的影响,传热量准确分布的测量方法,建立传热模型和绝热发动机传热情况等方面做了介绍。