满足EU ⅢB排放标准的下一代MTU4000系列机车柴油机

自2012年起,机车柴油机将必须满足更加严格的排放标准——EU非公路97/68/EGStageⅢB的要求。与StageⅢA相比,新标准规定的NOx排放限值降低了39%,PM限值降低了88%。新一代MTU4000系列R44发动机满足StageⅢB排放标准。首先,2012年之后将提供V形12缸和16缸发动机,而8缸和20缸V形机将紧随其后。新一代4000系列发动机功率范围将为1000～3000kW,用于电传动或液力传动干线机车和调车机车。MTU4000系列发动机作为在世界范围内运行的内燃机车的牵引动力装置已超过10年。从一开始起,MTU4000系列发动机就以其优异的经济效率、可靠性和功率-重量比而出类拔萃。新一代MTU4000系列R44发动机是目前MTU4000系列R43发动机的升级产品,后者是在2009年投放市场的。开发R44发动机的原则是,要尽可能地保留R43发动机久经考验的技术,对客户界面和发动机尺寸仅进行了略微修改,而且对所有技术都进行了数年的深入细致的试验和验证。到2012年标准系列发动机批量生产时,其样机在试验台和现场将积累数千小时的运行时间。EUⅢBNOx排放限值(NOx+HC4g/kWh)仅通过发动机内部技术(不带SCR催化器)即可达到,而采用柴油机颗粒过滤器(DPF)将可以使PM排放控制在限值以内(PM0.025g/kWh)。除了冷却的废气再循环和优化的气门定时(Miller循环)外,最新一代的LEAD共轨喷射系统(L'Orange公司制造)和MTU二级涡轮增压系统也是新发动机设计的突出特点。基于这些先进的发动机内部技术,可能实现很低的原始颗粒排放值,而发动机的结构可以兼容更高的背压(来自加载的颗粒过滤器)。按此原则,设计的柴油机颗粒过滤器与所开发的再生技术相结合,可满足用户对结构紧凑性、运行安全性、维修方便性和效率的要求。尽管R44发动机的废气排放量大幅度减少,但其仍保持了R43发动机优良的燃油经济性。MTU公司凭借其新的发动机,将继续为安装在干线机车和调车机车上的柴油机树立标准。     

钢轨波磨研究综述（英）

在日本,以前出现的钢轨波磨并不严重,但近年来则变得日益广泛。自19世纪末以来,全世界出现了众多预防波磨的报告,但是有关理论没有完整地解释波磨的形成机理,目前也尚无圆满的对策解决波磨问题。由于列车提速、新型车辆引入等原因,波磨的形成趋势也更加明显,因此有关波磨的研究变得愈加重要。在这种情形下,笔者对过去有关波磨的研究,以及当今全世界范围内正在进行的研究进行了评述,尤其着重在日本的研究。本文分别对参考文献、20世纪70年代的研究工作、钢轨波磨、短波波磨和近年来在日本的研究进行了评述。     

缩缸强化汽油机用高效排气消声器

近年来,主动消声技术被用于多种柴油车和汽油车的进、排气系统。在前期的开发过程中,对主动元器件（执行器、电子硬件和软件）进行了严格改进,并对其耐久性进行了专业验证,即使在非常恶劣的条件下,系统的性能亦有所改善。根据不同用户的目标要求,与常规排气系统相比,获得了相应的效益。例如,可以用主动单排气系统替代高效4缸汽油机被动常规双排气系统,它既不会对声学目标产生负面影响,也不会影响大幅节省设计空间和减轻质量目标的实现。特别是可利用空间优势实现创新的排气系统布置。为了支持未来发动机的缩缸强化,提出了一种超紧凑的排气布置。通过将排气系统的所有零件集中到发动机附近,例如将其集成在发动机机舱内,以进一步腾出车底空间,为安装其他设备（例如油一电混合动力车的电池）或优化车底流动性提供条件。因此,采用主动排气技术可以实现车辆设计的总体优化,并有可能最终支持二氧化碳排放更低且采用缩缸强化和混合动力发动机的未来汽车。     

Hyundai—Kia公司新型1．0L3缸汽油机

新型Kappa（x）1．0L汽油机配装在Hyundaii10型轿车和KiaPicanto轿车上,Hyundai—Kia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60kw,最大扭矩达到了94N·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。     

船用柴油机的喷射技术

日益严格的废气排放法规促使船用柴油机喷油系统的进一步优化,Bosch公司已着手开发中速船用柴油机用的喷油压力高达220MPa的共轨喷油系统产品系列。采用这种喷油系统能够满足未来美国第4阶段的排放标准及国际海事组织第3阶段的要求。     

柴油机小型化

发动机小型化是一种趋势,在汽油机上已被广泛实施。柴油机研究人员在这方面已迈出了第1步,当然,在降低燃油耗和废气排放之间存在着尖锐的目标冲突,这已被成本核算所证实。Daimler汽车公司概略地阐述了柴油机小型化的可能性,但同时也面临挑战。     

电动和机械混合驱动式冷却水泵

BorgWarner公司新开发的混合驱动式冷却水泵将电动和机械驱动式水泵的优点集为一体：在电动驱动模式下,它可柔性调节,而在机械驱动模式下又能十分高效率地工作。广泛的模拟计算表明,这种混合驱动式冷却水泵具有更大的节油潜力。     

集成水空中冷器的进气模块

在1个联合开发项目中,Behr公司和Mann＋Hummel公司利用风洞装置进行整车试验,对空空中冷方式与进气管集成的水空中冷方式进行了比较。与采用空空中冷方式的量产中冷器相比,集成了水空中冷器的进气模块样件可显著减小进气压力损失,使各排气歧管的温度分布更均匀,还可明显减小压气机与气缸盖之间的增压空气容积。     

低压废气再循环柴油机对废气涡轮增压器的挑战

行驶动力性好和燃油耗低的柴油机已成为交通运输领域极具吸引力的动力装置。除了成本高外,压燃式柴油机还存在机理性的高氮氧化物和颗粒排放问题。为满足未来排放法规,柴油机面临技术上的挑战。Borg—Warner Turbo＆Emission System公司进行了试验研究和计算,已掌握低压废气再循环（EGR）影响废气涡轮增压器的相关参数,并开发出保护流通零部件的有效措施,从而使可进一步降低柴油机有害物排放的低压EGR系统得到批量使用。     

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。