较高压缩比对柴油机性能影响的研究

为了提高发动机的有效热效率,必须尽量减少各种损失,例如理论热效率中的冷却损失和摩擦损失。然而,除了减少各种损失外还必须提高理论热效率。在努力提高商用车用大型柴油机有效热效率的工作中,重点研究关注了影响发动机理论热效率的2个重要因素:压缩比和比热比。根据这2个因素所起的作用而进行理论热力学循环分析,预计将压缩比从基本发动机的17提高到26,并增加比热比,使理论热效率得到显著的提高。利用1台单缸发动机研究了上述2个因素对指示热效率和有效热效率的影响。通过改变燃烧室容积来改变几何压缩比,通过外部供气系统调节过量空气和EGR率来控制缸内气体的比热比。由初步理论分析得知,理论热效率可提高8%(较高压缩比和较高比热比相结合时),指示热效率和有效热效率分别可提高6%和4%。     

Hyundai公司新一代1.8 L汽油机

Hyundai公司开发出1款新型1.8 L汽油机,以替代紧凑型及中型轿车上的老机型。该汽油机首次被配装在2011年亮相北美市场的Hyundai公司新款Elantra汽车上。通过应用双连续可变气门正时系统,以及能获得中、低速大扭矩和高速大功率的两级可变进气系统,这一新机型实现了高动力性能和低燃油耗。此外,优化了下部结构件和进气系统零部件,与此同时,也十分重视减轻部件质量,以降低噪声水平。该汽油机符合美国特超低排放车和欧5排放法规。简要介绍了新一代1.8 L直列4缸汽油机(Nu汽油机),以及为提高动力性能、减少燃油耗、降低排放和振动噪声而采取的各种相关技术。     

Hyundai-Kia公司新型1.0 L 3缸汽油机

新型Kappa(κ)1.0 L汽油机配装在Hyundai i10型轿车和Kia Picanto轿车上,HyundaiKia公司将1款3缸汽油机与现代技术相结合,首次在这一排量等级的汽油机上采用可变气门机构。新型汽油机采用了可变进气歧管,功率可达到60 kW,最大扭矩达到了94 N·m。除汽油机外,还介绍了一种燃用汽油和液化石油气的双燃料机型,而乙醇发动机目前正处于开发阶段。     

新一代水平对置汽油机的研制——燃烧系统设计和提高燃油经济性的考虑

在研制过程中,应用了计算流体动力学和单缸试验机研究燃烧过程,仔细斟酌发动机基本参数的选择,诸如缸径、行程和燃烧室形状。最后,选择了长行程和新设计的燃烧室,使滚流运动几乎一直保持到上止点,同时缩短了火焰传播距离。通过改进燃烧室设计,以及采取双主动气门控制系统、滚流气门和废气再循环冷却器等一系列措施,新机型能够适应全球各国的环保法规。     

胀断连杆用的低合金钢

发动机连杆制造工艺要求降低制造成本和节省合金使用量。20世纪90年代,欧美国家普及推广了一种利用剖分工序的制造工艺。它是利用整体锻造工艺,首先粗加工连杆的杆身与连杆大头顶盖部,并在形成杆身与顶盖的组合面位置上,对连杆大头开水平切口,然后在切口处通过胀裂分割,即剖分为杆身与顶盖部,进行精加工。这一工艺可提高锻造时的材料利用率,减少顶盖部、定位销及销孔的加工工序。另外,剖分连杆用的钢材除要求具有传统连杆用钢的特性外,还要求剖分时变形小。这类钢材可通过增加磷、钒(V)的添加量及利用硫化锰的球化作用来确保剖分性。为了节约V等合金元素,研究了改善剖分性能的新方法,介绍了用钛替代V,确保连杆大头良好剖分性及切削性能的新工艺。     

发动机活塞周边零件的测试技术

发动机内部的滑动表面受多种因素制约,目前,这类滑动面多数达不到设计阶段所要求的条件。为此,在进行发动机内部滑动面分析时需要掌握滑动条件,并对零部件滑动面进行测试。而且,在确认对滑动表面采取对策后取得的效果时,需再次进行单独的测试。介绍了用于发动机活塞周边零件滑动面的各种测试方法,描述了滑动面形状测试、滑动速度及零件温度等测试方法。此外,还介绍了在活塞周边零部件润滑状态分析中使用的测试技术,探讨了摩擦力、油膜厚度、油膜压力、磨损量等测试技术。     

丰田汽车公司的新型高热效率汽油机

丰田汽车公司对其广受好评的代表车型Vitz车和Passo车进行改款。除改进车辆内饰及外装外,还应用自主研发的混合动力车技术。新车型的最大亮点是配装热效率高、燃油耗低的汽油机。基于未来的发展前景,以发动机为中心,介绍新车型所采用的相关技术。     

用于滑动部件的类金刚石碳覆膜特性及其应用

近年来,作为滑动部件的表面改性处理工艺,类金刚石碳(DLC)覆膜因具有降低摩擦及磨损的良好功效,已引起广泛关注。基于降低摩擦、改善燃油经济性的需求,DLC覆膜已在车用发动机气门挺杆、活塞环、电磁离合器片等诸多部件上获得成功应用。对利用非平衡磁控溅射法成膜的DLC覆膜特性进行评价,介绍DLC覆膜材料的4种典型结构与不同滑动特性之间的关系。同时,研究结果也表明,在具体应用DLC覆膜工艺时,应了解其不同特性,并综合考虑润滑油的影响,以及与摩擦副配对材料之间的兼容性等各方面因素。     

本田汽车公司新型1.6L轿车柴油机

本田汽车公司开发了第3代轿车柴油机,该机型的废气排放更低,动力性能更强劲。1.6L小型化4缸废气涡轮增压机型的结构非常紧凑,质量比老机型更轻。与目前的2.2L柴油机相比,新机型配装于新款Civic轿车后,燃油耗降低14.5%,按新欧洲行驶循环运行的百公里燃油耗为3.6L,CO2排放量仅94g/km。     

电容混合动力车的开发

改善在市区道路行驶的混合动力货车燃油经济性的关键是制动能量再生的频率和效率。2002年,首次推出了使用超级电容器作为储能装置的电容混合动力货车。介绍当时日产柴油机工业公司的研发人员在自主研发超级电容器及相关混合动力技术方面所作出的努力。同时,简单介绍采用超级电容器的混合动力系统工作原理和结构特点,以及各种制动模式下的协调控制技术。