开发一种更好的发动机

针对铁路用户的需要,供应商正在努力设计建造更理想的发动机。文中简要介绍EMD、GE、John Deere动力系统和MTU底特律柴油机四家公司根据自身的特点在研究开发低排放、高燃油效率、高可靠性和耐久性、低维修成本发动机方面所采取的对策以及所取得的成果。     

新一代ST27系列高压比径流式涡轮增压器

大中型柴油机（尤其是使用重油的发动机）未来发展的最大挑战将是满足更加严格的环保要求,涡轮增压系统通过提高压比和效率可为这种发展提供最有力的保障。KBB公司的HPR系列涡轮增压器自问世以来,一直是市场上的佼佼者。KBB公司将以其新的ST27系列径流式涡轮增压器继续应对这种挑战。在HPR系列成功的基础上,新的ST27系列涡轮增压器将压比提升到5．5,仍维持很高的总效率。为满足发动机新的需求,ST27系列在HPR系列基础上扩展了两种规格,因而可适用于功率范围为300～4800kW的气体燃料、柴油和重油发动机。然而,ST3-ST6型增压器的外形尺寸与HPR3000--HPR6000型增压器的保持相同。ST2型增压器设计用于较小的体积流量,而S1_7型增压器则针对较大的体积流量设计。ST27系列增压器已经投放市场,其整个系列将于2010年年底前推出。本文将介绍ST27系列涡轮增压器主要部件的开发,诸如轴承和压气机设计,包括为采用新的空冷系统而进行的旋转叶轮的温度测量。在涡轮增压器试验台和发动机试验台上成功地进行了广泛的性能鉴定试验。本文将详细介绍径流式涡轮叶轮的开发过程。高转速和高温,尤其是叶片振动,使得涡轮叶轮成为涡轮增压器中最关键的一个部件。然而,用于开发的时间又很短。有效而又快速的设计和评价工具可最大限度地减少样机制作和试验的工作量,在设计过程中了解可能发生的最大振动应力是非常重要的。因此,通过一种简单的激振模型提供了一种对径流式涡轮叶片振动应力进行估算的方法。在设计过程中,叶片之间的几何差异引起的失谐效应导致了进一步的不确定性。本文介绍这种由几何因素造成的叶片失谐形成的效应以及由此引起的对峰值振动应力影响进行的模拟与分析,并给出相应的叶片振动的测量结果。     

类金刚石碳覆膜在汽车零部件上的应用

类金刚石碳(DLC)覆膜是一种硬质碳覆膜,具有优异的耐磨损性和抗胶着性,是能降低零部件摩擦、磨损的新型表面处理工艺,因而近年来深受关注。目前,作为汽车滑动部件的涂层材料,DLC覆膜正被迅速推向实用化。着重介绍各种DLC覆膜在发动机燃油系统、气门机构、主运动系统(活塞销、活塞环等),以及传动系统零部件上的实际应用效果,并指出DLC覆膜工艺今后的发展动向。     

适应全球化发展趋势的柴油机管理系统

只有适应各种燃油品质和使用环境,柴油车才能在全球市场得到推广。因此,整个发动机管理系统应集成3项技术:(1)能适应各种燃油特性的喷油系统组件;(2)能优化燃烧过程的控制技术;(3)在各种行驶条件和使用环境下能提供高废气净化效率和高燃油效率的排气后处理系统。介绍能实现上述目标的新型柴油机管理系统。     

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。     

日欧新时代的清洁柴油机

介绍日本市场的Volvo乘用车采用的新型柴油机和丰田公司采用新型燃烧方式的新一代清洁柴油机。     

预混合压缩着火发动机的燃烧噪声研究

为了在高增压及高废气再循环率条件下降低低温预混合状态下的发动机燃烧噪声,简单介绍从实际发动机试验与模拟计算2方面开展的研究,即降低预混合压缩着火发动机燃烧噪声的方法与效果。     

通过控制活塞振动降低柴油机燃烧噪声

现在,乘用车柴油机需要满足各种不同的要求,如低噪声、低燃油耗、低排放,以及高输出功率。改善噪声的关键是降低燃烧噪声,也就是降低柴油机敲缸噪声。降低柴油机敲缸的传统方法是减少由燃油预喷射引起的燃烧激振力、附加发动机机体加强筋或利用隔声罩改善噪声传递特性。然而,这些方法都有负面影响,如燃油经济性恶化、成本/质量增加。因此,需要依靠改进发动机结构来降低噪声。通过发动机试验分析了从活塞、连杆、曲轴到发动机机体的噪声传递路径和振动特性,认定活塞共振是噪声源。为了吸收活塞垂直运动产生的共振能量,设计了带有动态阻尼器的新型活塞销结构,它能产生与活塞反向的共振。验证了采用这一新技术降低柴油机敲缸的效果。     

平行轴式变速器的先进技术

在装备了多个齿轮组的输入轴与输出轴这两根平行轴构成的装置基础上,开发的双离合变速器相比机械式变速器,可提高车辆的行驶安全性,降低燃油耗,并在车辆变速时维持扭矩水平。以双离合变速器为主,介绍平行轴式变速器的先进技术,着重论述了变速控制机构、软件及应用的发展动态。     

高真空压铸技术及其在机体铸造中的应用

日产汽车公司的高真空压铸技术是在关闭压铸模具的状态下,由设置在压铸模内的真空阀减压,从压铸模内到压铸套筒内均实施减压,利用产生的压差,从压铸套筒下部的孔,经由供给金属熔液的管道向压铸套筒内吸引金属熔液。因此,金属熔液与空气的接触较少,减少了在压射及充填过程中卷入的空气,从而生产出高品质的薄壁铸件。介绍高真空压铸的主要基础技术,及其在机体铸造中的应用。