机车和船舶发动机未来的排放要求(下)——面临的挑战、技术方案以及来自其他重型发动机应用领域的经验借鉴

5重型和工业用发动机技术路径图基于上述的发动机内部措施和后处理技术,为了应对实际的或未来的严格的排放法规要求,目前正在开发公路和非公路发动机应用领域的技术。     

ECO4——庞巴迪公司创新技术措施的模块化组合

庞巴迪公司的包括各种解决方案、服务、产品和技术的ECO4组合可以解决铁路运营商面临的诸多紧迫问题。通过把可持续发展的4大基础——能量、效益、经济和生态（Energy,Em—ciency,Economy,Ecology）组合在一起（即所谓的ECO4）,可以提供最现代化的环保技术。应用模块化技术开发的产品为各个铁路用户提供了特殊的优势。应用ECO4技术可以使总的能量消耗降低50％。这些技术措施可以满足各子系统提高能量效率的要求,并可以运用经过空气动力学改进的新型列车,使现有机车动车车队实现能量消耗的最佳化。     

货车转向架摩擦式楔形减振器的未来摩擦副

介绍了俄罗斯货车转向架摩擦式楔形减振器部件的试验研究结果。建议采用新材料和新的热处理工艺生产摩擦楔、磨耗板和耐磨元件,以提高货车转向架的使用寿命。     

轨枕间距对钢轨波磨的影响

主要研究轨枕间距对钢轨波磨发展的影响。研究小半径曲线内轨的小矢跨比波磨。这些出现问题的曲线段属于西班牙毕尔巴鄂区域的地铁轨道,铺设着混凝土道床和两层STEDEF型支承垫层。当初始轨枕间距为1000mm时,仅有92万组轮对通过后所测得的波磨深度峰-峰值已经达到0.42mm。随后更换产生波磨的钢轨,比较列车通过时轨枕上方和轨间中部的内轨垂向、横向加速度。当轨枕间距为1000mm时,轨间中部出现频率为204和244Hz的强烈响应,在轨枕上方却未出现。在相邻轨枕中间铺设一个轨枕,使轨枕间距变为500mm,钢轨波磨停止发展。该结论是根据2年的观测结果得到的。     

一种基于激光测距的大断面巷(隧)道收敛变形高效测量装置的研发及应用

为保证大断面巷(隧)道收敛变形精确测量,研发了便捷式激光测距仪新装置,通过结构设计创新,新装置利用万向球云台替代多轴连接杆,提高了发射接收装置的稳定性和校准能力,最终实现了原位测量;测点布置采用改进的十字型布置方式,增加BE测量路线,形成五测点矩阵ABB'CE;利用小变形原理和三角函数原理推导出了巷道收敛变形计算原理,分别得到了巷道两侧帮相对中轴线的位移量和顶底板的位移量。由于客观因素导致测量数据存在误差,因此针对单次测量和多期测量分别进行误差处理,采用测定值子样平均值来估计单次测量真值,多期测量采用半参数回归分析法消除误差。新型装置在贵州开阳磷矿下属马路坪矿区得到了首次应用,对新开挖大断面巷道表面收敛变形进行长期监测,获得了该矿区深部软岩巷道的基本变形规律。     

Audi公司新型V8-TDI增压直喷式柴油机 第2部分:标定转化和废气后处理系统

Audi公司以全新的整机结构方案开发出了新一代V8-TDI增压直喷式柴油机,采用可调式增压系统,并在V形夹角中组合了1个电动压气机。开发的目标是得到1款运动型V-TDI机型,在燃油耗、功率和扭矩方面要明显有别于Audi V8-TDI柴油机,是1种能广泛用于高档车型中的动态特性优异的动力装置。所应用的重要部件是带有电动压气机的可调式增压系统和近发动机单流道废气后处理系统。     

复合活塞销——轻量化设计新概念

在现代汽车发动机中,运动件的摆动质量和惯性力必须保持在尽可能低的水平。较低的摆动质量不仅是保证发动机运行平稳性的基础,而且会对部件的可靠性和寿命有很大影响。曲柄连杆机构的摆动质量越小,部件的振动越弱,零件的摩擦和磨损越小。活塞销的质量约占摆动质量的10%~30%,减轻活塞销的质量对减少摆动质量会产生较大的影响。MAHLE公司新开发的复合活塞销是将1个铝芯棒压入钢套管内,它能使汽油机和轿车柴油机的活塞销质量分别减轻约20%和30%。由于活塞销的生产应该保持简单和经济,所以该新型活塞销在制造过程中采用了1种成型工艺。介绍该复合活塞销的设计原则、制造工艺和特性。     

组合式机油-真空泵

鉴于CO_2排放目标不断加严,有必要进一步降低动力总成的摩擦损失。为此,不仅要降低发动机本身的摩擦损失,例如活塞组或轴承所引起的摩擦,而且还要降低辅助设备所消耗的摩擦损失。Mahle公司将摆杆滑盘式机油泵与真空泵组合成1个模块,使得机油泵具有高效和耐磨的特性曲线场调节优点,此外,还获得了减轻质量和改善结构空间方面的潜力。     

针对欧4及未来法规的发动机高效排气后处理解决方案

重型载货车辆欧4法规在实施瞬态和稳态试验的尾气氮氧化物(NOx)排放限值时,还对氨(NH3)排放有所限制。为满足法规要求,有几种可能的策略,包括发动机管理措施,以及采用以NH3作为还原剂的NOx催化后处理措施。根据试验数据,对排气后处理系统的整体性能及安装,以及运行成本等一系列重要问题进行了阐述和讨论。还讨论了欧5及未来排放法规的相关因素。发动机以高废气再循环(EGR)率运行是在几乎没有NOx催化还原后处理情况下满足欧5法规的可能路径之一。将EGR与仅采用选择性催化还原(SCR)解决方案的无EGR发动机作了对比。此外,还说明了通过使用氨逃逸催化器或改善尿素剂量控制策略来减小SCR催化器尺寸的可能性。通过在同一系统上进行的对比试验给出了不同尿素剂量策略的效果。另一个很重要的方面是后处理系统的热管理和保温,利用试验数据对比进行了说明。最后,对未来法规研究领域的重要性进行了讨论。     

效率最高的重型卡车发动机——MAN新一代15.2L柴油机

MAN公司为商用车开发了1款全新高功率D38柴油机。这款15.2L的直列6缸发动机可提供520hp~①和560hp的动力,也可为重型牵引车提供640hp的动力。该发动机主要设计理念包括极高的爆发压力、带级间中冷的双级涡轮增压系统、喷射压力高达250MPa的共轨燃油喷射系统、双级废气再循环系统,以及1种更加强劲的发动机制动器"TurboEVBec"。D38柴油机替代了老一代的D28V8柴油机,且结构更紧凑,并优化了各项性能。该发动机搭载欧6选择性催化还原转化后处理系统,与MAN D26柴油机应用的后处理系统一样布置紧凑,在整车底盘上允许安装更大体积的油箱。