丰田公司混合动力车用新款直列4 缸1. 8 L ESTEC 2ZR-FXE汽油机

第四代Prius 车用的发动机沿用了第三代车用2ZR FXE 发动机的基本结构,并采用了各种改进措施来提高燃油效率。被称作ESTEC 2ZR FXE 的新发动机,在降低摩擦的同时,采用了各种提高燃油效率的技术来改善燃烧特性、减少爆燃、优化热管理。由于采用了这种注重细节的方法来提高燃油效率,使得ESTEC 2ZR FXE 发动机成为世界上首款最高热效率达到40%的汽油机。介绍此款发动机采用的提高燃油效率的技术。     

未来链传动和皮带传动的竞争

在设计内燃机时,选择正时传动系统的技术是1项关键的决策,它会对发动机的最终结构和组装尺寸等发动机的总体特性起到决定性作用。对于乘用车发动机,主要有2种主流的正时传动技术:齿形皮带和链条传动。两者都有几种派生变型式,例如,干式皮带和湿式皮带传动,或者齿形链和滚子链。研究了这些技术对发动机关键特征(主要包括组装尺寸、成本、质量、耐久性、噪声-振动-平顺性和摩擦损失产生的不同影响)。根据从最近发动机开发项目中收集到的数据和文献研究获取的数据,以及来自零部件供应行业的数据,进行了尽可能的定量评价。根据当前和预期的未来发动机开发趋势,对这些不同的影响进行了综合评述,以期在未来几年里为发动机设计师选择合适的正时传动技术提供基础。     

机车轴承部件车载诊断系统

文内介绍了以АРП-11型轴承寿命分析仪为基础的机车轴承部件车载诊断系统的作用、结构和使用结果。     

高速列车新型制动系统

从最初在原苏联到后来在俄罗斯,高速列车制动系统的研制工作已历经40余年。在此期间开发、研制并通过试验的列车有:РТ2000型、ЭР200型、Сокол型、涅夫斯基高速列车、反向牵引机车。所列这些机车车辆均具有保证安全运行所必需的设备:统一型“牵引—制动”控制器、快速作用式电空制动机、再生电阻制动机、磁轨和盘形制动机、防滑行装置、空气弹簧等。Сокол型高速列车的电空制动系统已通过了250km/h速度的试验。制动机微机控制和仪器工况诊断系统已在地铁列车和РА1型内燃动车上应用了10多年。本文介绍了由制动设备设计院为速度达300km/h、节数较少的高速列车和地铁列车开发的新型制动系统的结构、功能及主要技术参数。     

采用机械涡轮复合增压系统优化7.8L柴油机的稳态效率和排放性能

与传统的涡轮增压器或机械增压器相比,内燃机采用机械涡轮复合增压系统具有更多优势。机械涡轮复合增压系统将机械增压、涡轮增压和驱动耦合装置集成在一起,通过涡轮轴和连续可变传动机构(CVT)之间双向传递扭矩的高速驱动系统,能够在涡轮轴和发动机曲轴之间实现对总传动比的控制。由于避免了超速和涡轮迟滞的限制,涡轮的高效设计成为可能。日本五十铃汽车公司认识到了机械涡轮复合增压系统的优势,和日本超级涡轮技术公司共同评估了机械涡轮复合增压系统相对于传统的涡轮增压器的收益。     

应对实际行驶污染物排放工况的汽油机直喷系统的演变

为进一步保护环境,降低汽车尾气排放对地区环境的影响,必须持续改进汽油发动机的排放性能。在实际行驶工况中,需要重点控制发动机瞬态工况、燃油喷射差异、进气量和气缸壁温。发动机控制策略对降低排放的优化空间有限,需要通过形成良好的燃油喷雾来改善燃烧环境,从而降低排放。优化喷雾的目的是让气缸湿壁最小化,以及在发生湿壁时让油膜快速蒸发和扩散。提高喷雾均匀性对优化喷雾至关重要。最初认为,提高喷射压力可以达到优化喷雾和提高喷雾均匀性目的,即提高喷射压力可以提高扩散速度和降低贯穿距,从而减少湿壁,改善混合气形成,同时避免喷射压力过高带来的摩擦损失增加。本研究表明,优化喷油器喷嘴可以提高喷雾扩散性和均匀性,从而有效减少壁面燃油附着,避免因喷射压力过高带来的摩擦损失的增加。     

采用高导热碳化硅蜂窝结构的先进非旁通废热回收系统的开发

废热回收(EHR)系统是改善燃油经济性和车内舒适性的有效且充满吸引力的方法之一,对于冬季的混合动力汽车尤为如此。多数传统旁通系统的热执行器都含有旁通管和旁通阀,从而导致EHR系统的体积和质量都较大。在有效改善EHR系统废热回收性能的同时,必须使系统的尺寸和质量最小化。非旁通系统回收来自废气的热量,对其废热回收性能进行设置,以确保在高发动机负荷下不超过散热器的冷却能力,从而防止整车动力系统过热。对于非旁通系统来说,在高发动机负荷或高冷却液温度条件下,减少回收热量及在低发动机负荷或低冷却液温度条件下增加回收热量是必不可少的。提出了一种能取代原有旁通阀机构的先进非旁通EHR系统,该系统采用的是能根据冷却液温度或发动机负荷自动限制回收热量的双层冷却液通道结构,可实现发动机预热阶段的有效废热回收及高发动机负荷或高冷却液温度条件下的有效散热。介绍了该先进非旁通EHR系统的基本结构。试验结果表明,该系统在冷起动阶段具有良好的废热回收性能,在发动机高负荷下具有良好的散热性能。     

车用柴油机技术动态回顾

由于受到降低温室气体排放及改善汽车燃油耗要求的影响,日本国内自2018年起对总质量为3.5～7.5t的重型汽车开始执行废气排放法规。近年来,针对柴油机的技术研发工作重点在于改善其燃烧过程,同时采用全新的燃烧方式以降低废气排放及燃油耗。除了开发新型柴油机及排气后处理技术外,针对后处理装置的优化也势在必行。以2018年日本国内市场的新型柴油机研发成果为例,阐述了车用柴油机市场发展的趋势及技术动向。     

燃料电池汽车的核心技术

被誉为新一代环保车型的燃料电池汽车可不使用传统化石燃料,而以来源丰富的氢气作为燃料,运行后的排放物只有水,且不排放CO2。燃料电池汽车通过电机驱动车辆,可兼顾静音性与良好的行驶性能,燃料填充时间较短,并能确保与内燃机汽车相近的续航里程。各汽车制造商目前正在积极开展针对燃料电池汽车的研发与推广工作。介绍了丰田公司燃料电池系统(TFCS)及燃料电池堆的结构、设计与控制。着重阐述了燃料电池系统的1项核心技术,即“水管理控制技术”,以及基于燃料电池堆的设计过程与燃料电池堆内部状态的可视化及计测技术。     

新能源汽车市场动态与技术发展趋势

受大气污染、温室效应等环境问题的影响,世界各国对汽车提出的节能减排要求愈发紧迫。在此背景下,日本各汽车制造商正在竞相研制混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)及燃料电池汽车(FCV)等新能源车型,并大力开展推广工作。介绍了2018年在日本国内市场上销售的各类HEV、BEV 及其技术参数,阐述了其在日本国内的普及情况。总结了由日本政府部门颁布的法规、政策及采取的相关举措,并对各大汽车制造商的FCV 开发进程进行了归纳。