Audi轿车用新型V8增压燃油分层喷射汽油机(第1部分)——机械结构设计

Audi公司开发了新一代4.0 L-V8增压燃油分层喷射汽油机,以替代配装在A6和A8系列轿车上的5.2 L-V10燃油分层喷射自然吸气汽油机。该新型V8增压燃油分层喷射汽油机的排气歧管和废气涡轮增压器都被布置在V形夹角中,可提供309 kW和382 kW 2种功率变型。     

高增压点燃式发动机早燃的研究

介绍了高增压点燃式发动机产生早燃原因的研究结果。研究中,首先将早燃涉及的现象,按照工作的物理原理,构建到决策树中。然后,利用决策树,推断出所有能想到的被认为是早燃原因的单一机理。进行了试验研究和数值仿真,用以判断每种机理在试验发动机上促进早燃的能力。改变特定参数进行试验,以核实发动机运行工况与早燃频率之间的相互依赖关系。此外,使用紫外光光敏高速摄影机进行光学测量,以获得早燃源的空间分布及其进展信息。数值仿真应用详尽的化学反应动力学,分析了空-燃混合气在不同热力学条件、混合气成分及其他因素下的总体自燃性能。此外,还进行了三维计算流体动力学仿真,以确定燃烧室内的主要工作条件。综合试验和数值研究的结果认定,很多可能机理可被排除,只有气缸套甩出的润滑油滴,是产生早燃的最合理解释。已识别影响油滴的甩出量,也就是影响早燃频率的主要因素之一,与侧向布置喷油器造成的喷雾撞击所引起的润滑油稀释有关。     

主轴承盖框架底座制造工艺的优化

像铝铸件这样的轻型结构部件对优化发动机质量、功率和废气排放性能作出了很大的贡献。Audi公司的4.0 L-V8涡轮增压燃油分层喷射汽油机采用的主轴承盖框架底座就是实例。零件供应商DGH集团旗下的Heidenau有限公司和Frauhofer机床与成形技术研究所通过应用复杂的工艺设计和激光束熔融模具,在压铸成形中优化了高要求的主轴承盖框架底座。     

减少汽油机活塞环摩擦的涂层

Federal-Mogul公司已开发出一种名为“Carboglide”涂层的活塞环涂层系统,它能减少高增压汽油机的磨损,并进一步降低活塞环组与气缸工作表面之间的摩擦功率损失。将一种具独特性的碳基涂层与相应匹配的活塞环结构相组合,达到了1.5%的节油效果。     

2013年型Accord轿车用2.4 L直列4缸汽油机的开发

全新开发的2.4 L带智能可变气门正时及升程电控系统的4缸直喷汽油机是本田公司下一代机型,应用了带多孔高压喷油器的直喷系统,实现了低二氧化碳排放和高功率输出。对气缸盖进气道和燃烧室形状、喷油器喷雾形状,以及燃油喷射控制都进行了优化,以确保形成均质混合气,实现稳定、高效的燃烧。全新的发动机结构使摩擦也得到降低。新型发动机的功率和扭矩都增加10%,燃油耗则降低5%。配装新发动机的2013年型Accord轿车配合高效率无级变速器,以及改进后的底盘,使组合行驶工况燃油耗降低11%,并达到美国加州空气资源委员会排放法规中准零排放车级别的排放要求。此外,新结构的发动机减轻了质量,并通过优化气缸体刚度,使噪声-振动-平顺性性能优于旧机型。     

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-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。     

德拉马斯编组场的更新改造

美国堪萨斯城南方铁路公司(KCS)在对其已使用半个世纪的德拉马斯编组场进行扩能改造中,采用了"设计-施工"的理念和提高编组场效率的创新措施.扩能改造工程的设计目标是使编组场的生产能力达到最大.除采用独特的线路设计以提高鳊组场的鳊组能力外,还将原有的切点式减速顶更换为能够连续精确控制速度的活塞减速顶,并在峰顶设置了可以从最高点就开始对溜放速度进行控制的轨道衡.     

立陶宛铁路的“欧洲飞人”ER20CF型六轴电传动内燃机车

2005年夏季，立陶宛国家铁路公司向西门子公司订购了34台ER20CF型六轴电传动内燃机车，用于重载货运列车牵引。这种新型机车是“欧洲飞人”机车系族中六轴机车平台的第一个成员。文中介绍了该型机车的订货情况、设计方案、结构和性能参数，同时还介绍了“欧洲飞人”系族机车的发展现状。     

后桥钢板激光-MIG复合焊接优化研究

研究了两种后桥桥壳用低合金钢板在激光-MIG复合焊接中,接头形状、接头间隙及MIG参数变化(大、中、小MIG参数)对焊缝形状及焊缝喉厚的影响.研究结果表明,MIG参数应设置成大、中MIG参数水平,以保证在一定的接头间隙下有充足的焊接材料填入间隙而形成部分焊透的焊缝,使焊缝喉厚满足焊接强度要求;过高的MIG输入能量和过多的焊料(丝)填入将导致焊缝横截面积增大,但对焊缝喉厚的影响不是很明显;当MIG参数设置成小MIG参数水平时,0.5 mm的接头间隙或切角面为3 mm×2 mm时,对获得较大的焊缝喉厚有利.