未来柴油多样化的挑战和解决方法

排放控制、二氧化碳值、舒适性、驾驶性、可靠性和成本是未来所有动力装置开发的主要框架。为了在保持燃油耗优势、良好运行性能和可接受成本的同时,满足未来的欧洲排放法规和现行的美国排放法规,在这个框架内,无论是轿车,还是商用车的柴油动力装置都面临一些挑战。其中之一是不同国家柴油品质的差异,包括不同的十六烷值、挥发性、含硫量和分子成分。此外,由于经济和环境的原因,越来越多具有不同燃油品质和特性的代用燃油将被推向市场。目前,大多数柴油机采用的喷油系统控制算法是开环控制。采用这种控制方法时,燃油品质的变化会增加校准的难度和校准持续时间,同时还会降低燃烧强度和排放。控制不同燃油燃烧的一种可能解决方案是采用闭环燃烧控制。一旦这种设想被发动机试验证实,针对不同品质燃油的校准会变得更快、更容易。另外,车辆使用期间的在线校准修正还可以避免发动机故障,并确保适宜的驾驶性能和排放性能。介绍一种补偿燃油品质变化的创新方法。依据2种市售燃油（EN590欧洲柴油和低十六烷值美国柴油）的品质,通过燃烧分析研究了燃油对燃烧特性和排放的影响。基于这些数据和结果,介绍了一种能补偿燃油品质变化的创新闭环燃烧控制策略。     

天然气制油燃料对直喷式柴油机排放的影响

在1台安装先进排气后处理系统的柴油机上燃用天然气制油（GTL）燃料,进行了降低排放的试验研究。GTL燃料是一种更清洁的柴油机代用燃料,它几乎不含硫和芳香烃,且十六烷值高。采用几种专门制备的GTL燃料样品,研究了GTL燃料蒸馏特性对改进前发动机废气排放的影响。试验结果表明,GTL燃料的馏程对发动机的颗粒（PM）排放有重大影响。高十六烷值还能减少碳氢化合物和一氧化碳的排放,而这些燃料特性对氮氧化物（NOx）排放几乎没有影响。结果表明,低馏程和高十六烷值的GTL燃料有利于解决NOx与PM排放的折衷关系。为了改善柴油机的最终尾气排放,针对最有利的GTL燃料样品,对发动机进行了改进。为了在保持燃油耗不变的同时降低NOx排放,对废气再循环量、喷射定时和催化用排气管喷油进行了校正。车辆排放试验表明,发动机和GTL燃料的优化能进一步降低NOx和PM排放。此外,为便于今后柴油机使用GTL燃料,对发动机的压缩比、喷油嘴等技术规格进行了仔细研究。研究结果表明,低压缩比和大流量喷油嘴有利于进一步降低排放和提高输出功率。     

柴油机活塞材料的选择理念

Federal Mogul公司针对升功率93kW的3．0L高增压柴油机用新型铝活塞的研究表明,铝活塞具有广阔的前景,不过,最高燃烧压力超过22MPa及升功率大于100kW的轿车柴油机必须使用钢活塞,在极其苛刻的条件下,钢活塞的热管理得到高度的关注。介绍了开发铝活塞和钢活塞的不同理念。     

Volkswagen公司新型4缸两级涡轮增压直喷式柴油机

Passat轿车配装两级涡轮增压的直列4缸2.0L直喷式柴油机,具有顶级的机动性。在转速4 000r/min时功率为176kW;在1 750~2 500r/min转速范围内,最大扭矩为500N·m,被升功率高达88kW,这量产4缸柴油机中是最高的。新型柴油机以2012年Volkswagen公司推出的模块化标准部件为基础[1],匹配具有2个废气涡轮增压器的紧凑型增压机组,增压压力(绝对压力)高达0.38MPa。     

Mercedes-Benz公司用于中重型载货车的新型天然气发动机

随着新型气体发动机装配于中重型载货车,Mercedes-Benz公司也推出了一款以OM936型柴油机为基础,达到欧6废气排放标准的天然气发动机。这种气体发动机无论是结构空间和连接尺寸,还是功率和运行特性都与柴油机相当,从而提高了零部件通用化程度和天然气发动机在柴油机车型上的适用性。     

大型柴油机高氮氧化物转化率的排放控制系统的研发

选择性催化还原(SCR)系统已被证明是大型柴油机控制氮氧化物(NOx)排放的有效方案。未来的大型柴油机被设计为有更高的NOx排放量,以提高燃油经济性,这需要越来越高的NOx转化效率以满足排放法规要求。为此,未来的后处理设计可采用先进的技术,如选择性催化转化(SCR)涂覆颗粒滤清器(SCRF)和涂覆在高孔隙度直通式载体上的SCR,以获得高转化效率。评价了不同的高NOx转化效率系统。首先,通过使用SCRF单元和附加的涂覆在高孔隙度载体的SCR涂层,设计了高性能的NOx控制催化剂。第二,评价了不同的控制策略,以了解还原剂剂量策略和热管理对NOx转化效率的影响。在1台大型柴油机上进行瞬态循环试验。提高氨投入量而不是尿素可进一步提高转化效率,尤其是在低温下无法喷入尿素的时候。此外,实施热管理改善了低温时的NOx转化效率。结果证明,这种系统加上发动机控制策略的改进可以使瞬态FTP测试循环中的NOx转化效率达到95%以上,从而可使柴油机满足未来排放法规和燃油经济性的目标。     

新型机油流量优化凸轮喷淋润滑器的开发

发动机的凸轮轴驱动进排气门往复运动。"凸轮喷淋润滑器"是向凸轮轴上各个凸轮提供机油的装置。常规的凸轮喷淋润滑器带有几个相同尺寸出油口的油管,出油口负责向每个凸轮提供机油。来自气缸盖的机油通过喷淋润滑器油管中点位置供油。靠近供油点的出口机油流量大,远离供油点的出口机油流量小,每一出口的机油流量分布不均匀。开发了一种新的凸轮喷淋润滑器,具有2个特征:(1)将机油通道分为几个支流,形状类似多角状仙人掌;(2)凸轮轴轴颈中的通孔使气缸盖向凸轮喷淋润滑器的供油具有间歇性。新的凸轮喷淋润滑器可将机油非常均匀地提供给各个凸轮,减少了机油浪费,凸轮喷淋润滑器的机油总流量可大幅减小90%。由此可以设定较小的发动机机油泵出口机油流量,机油泵的驱动转矩减小,最终降低发动机燃油消耗量。     

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货运车辆行车途中能否有安全便利的休息站,关系到联邦关于司机工作时间规定的执行及高效的车队运营.由于货运车辆的激增,中途停车站能力短缺问题日益凸显.本研究开发了一个基于互联网的地理信息系统,用于从用户大范围收集停车位短缺的地理信息.为了分析这些停车紧张点的地理分布,采用了点聚合和排名的方法来发现停车问题最严重的地区.另外,提出一种沿公路方向的单测度的聚合方法.其基本思路是,停车问题不是一个单点问题,而是一个区域性问题.缓解停车紧张,可通过增加区域性停车能力.本文发现能力紧张的区域通常在大都市的郊区,反映出很多长途司机在此停车等待第二天往市区内送货的运作规律.研究结果与来自公路巡警方面的观察结果一致.     

雌激素与盐敏感高血压的关系

目的　进一步探讨植物性雌激素和内源性雌激素对雌性自发性高血压鼠 (SHR)的盐敏感高血压反应的保护作用。方法　对三周龄雌性SHR行卵巢切除术 ,饲以 0 .1mol·L- 1 或 1 .4mol·L- 1 NaCl,含或不含植物性雌激素之食物。 1 0周龄时 ,腹主动脉内植入遥测传感器 ,用“计算机腹主动脉血压遥测系统”2 4h连续测量血压、心率及整体活动。静脉注射六甲双铵阻断交感神经系统活动后 ,记录动脉压和心率反应。结果　食用无论是否富含植物性雌激素的高盐食物 ,动脉血压都明显增高 ,不含植物性雌激素组更甚。交感神经系统活动阻断后 ,引起所有各组鼠夜间动脉压急剧降低。结论　食物中所含之植物性雌激素可降低雌性SHR的盐敏感高血压反应。交感神经系统兴奋性异常在高盐食物引起的血压增高中起重要作用     

柴油机活塞材料的选择理念

Federal Mogul公司针对升功率93 kW的3.0 L高增压柴油机用新型铝活塞的研究表明,铝活塞具有广阔的前景,不过,最高燃烧压力超过22 MPa及升功率大于100 kW的轿车柴油机必须使用钢活塞,在极其苛刻的条件下,钢活塞的热管理得到高度的关注。介绍了开发铝活塞和钢活塞的不同理念。