2020年全球汽车发动机效率提升和排放控制的发展动向(上)

介绍了2020年该领域的最新进展,交通运输领域设定的通过减少化石燃料的使用量来实现减缓气候变化的目标,以及为达到这些目标各国所采用的主要技术。     

活塞销衬套中硫化物腐蚀机理分析

近年来,发动机小型化促使发动机产品向轻量化和紧凑性方向发展。然而,由于增加涡轮增压器和其他方法以补充发动机功率和扭矩,使发动机功率密度增加,导致热负荷和机械负荷增大,导致压装连杆小头的铜合金衬套(活塞销衬套)容易发生腐蚀问题。     

先进涂层三元催化器的开发

提高催化器性能可以改善排放,从而进一步保护环境。然而,从资源可利用的角度来看,也有进一步减少催化器活性组分中的贵金属含量的需求。为此开发了1款高性能的催化器,其采用了先进的涂层技术,减少了贵金属含量。发动机高压缩比和高废气再循环(EGR)率等降低燃油耗技术的应用通常会提高尾气中的碳氢(HC)/氮氧化物(NOx)比。研究了Pd在涂层中的涂覆位置,以提高催化器的HC催化活性。Pd对HC催化活性有较大影响,通过调整其在涂层中的涂覆位置可以改善其与尾气的接触程度。即使在空速较高的情况下也可以有效提高转化效率。对涂层结构进行了研究,尽可能提高其催化活性和储氧能力,以及提高涂层中的气体扩散性。通过控制每种涂层材料的颗粒尺寸可以提高催化剂的耐热性和储氧能力。通过细化氧化铝材料及构筑连接通道,以控制涂层厚度。这种涂层结构在不影响排气背压的情况下保证了气体扩散性。新开发的催化器具有较高的催化活性,贵金属含量减少了约20%。     

新型制动能量再生系统的开发

首次将新型制动能量再生系统应用于小型车,在汽车制动或巡航阶段,通过制动能量再生实现高效的发电和充电,从而改善燃油经济性。新开发的制动能量再生系统可以在车辆行驶阶段将发电量降至最低,而在制动和巡航阶段产生最大电量。使用松开加速踏板巡航或踩下制动踏板制动时获得的再生制动能量来产生电力。车辆行驶的动能以电能的形式被捕获,并用于电器元件。该系统包括高效的锂离子电池和用于怠速起停系统的铅酸电池,以及高效、高输出的交流发电机。常规车辆上安装的铅酸电池需要在充满电后才能提供稳定的电力,这就需要交流发电机连续工作,导致燃油耗增加。新系统除用于怠速起停的铅酸电池外,还安装了高效的锂离子电池,可在电量耗尽后再充电。利用这一特性,锂离子电池无须交流发电机连续工作。与以往的系统相比,该系统实现了更高的充电效率和发电能力。小型发动机的发电负荷率一般较高,因此,能在车辆行驶过程中最大限度地减少发电,大大降低燃油耗。此外,由于发动机负荷降低,车辆加速更快、更平顺。     

Audi公司新一代V6涡轮增压直喷式轿车柴油机——机械结构设计

针对低燃油耗、低废气排放、良好的功率输出和持续不断的轻量化结构,Audi公司对新一代3.0L-V6涡轮增压直喷式轿车柴油机进行重新开发。通过优化热管理、内部摩擦和燃烧过程等措施提高效率,并集成近发动机布置的排气后处理装置是重要的结构设计任务,为此,对基础发动机进行了更为全面的改进。介绍新一代发动机的机械结构设计。     

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。     

日产汽车公司新5．6L V8汽油机的开发

为了满足人们对更清洁汽车、更好燃油经济性和更佳发动机性能日益增长的需求,日产汽车公司开发了新VK56VD型汽油机。这款5.6LV8汽油机将被用于新InfinitiM56运动型豪华轿车。为了提高功率和效率,同时减少发动机对环境的影响,该汽油机采用气门动作和升程连续可变、汽油直接喷射等关键技术。介绍了VK56VD型汽油机的...     

新型重油共轨喷油系统

2001年,芬兰W(a|¨)rtsil(a|¨)公司和德国L’Orange公司将第1款重油共轨喷油系统配装在芬兰W(a|¨)rtsil(a|¨)-W32船用柴油机上推向市场。与当今量产的高速船用柴油机用的共轨喷油系统相比,这种共轨喷油系统非常复杂,且工作频率相当缓慢,而第2代重油共轨喷油系统在性能、价格、使用寿命和维修方便性等方面均得到了明显的改善。     

替代缩缸强化趋势的节油高效柴油机

AVL公司与Renault公司合作开发了所谓的"高效柴油机",以替代众所周知的缩缸强化柴油机。这种新理念由于具有适度的功率密度,降低缸内最高燃烧压力,有时甚至比增压汽油机的最高燃烧压力还低。因此,与常规的和缩缸强化的柴油机相比,可明显降低机械摩擦扣燃油耗。     

Audi公司新一代1.8 L增压燃油分层喷射汽油机（第1部分）——基础发动机和热管理

Audi公司已成功将EA888型4缸汽油机系列的第3代机型,即1.8 L增压燃油分层喷射汽油机投放市场。鉴于日趋严格的二氧化碳排放限值和未来的欧6排放标准,对该机型进行了全面改进,应用了众多的创新技术(例如,集成在气缸盖中的整体式废气冷却),使用了缸内直接喷射和进气道喷射的双重喷油系统,以及采用双凸轮轴相位调节器的可变气门机构(Audi可变气门升程机构)。同时,运用新颖的全电动冷却液调节,使实施创新的热管理成为可能。介绍了这种新一代汽油机的基础发动机及其热管理。