燃气涡轮发动机的效率

为保持铁路的高竞争力和投资吸引力,需要对机车的动力装置进行持续的完善,其中首先必须要减少燃油消耗以满足生态安全的远景要求。分析了燃气涡轮发动机在效率和外形尺寸等方面的优劣势,提出采用复合式自由活塞发动机来作为机车远景动力装置。     

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。     

运用换气技术降低发动机二氧化碳排放

2008年,欧洲汽车制造商联合会主动提出降低汽车燃油耗或二氧化碳（CO2）排放量,由此其成为各国排放政策和用户关注的焦点。BMW公司在高效动力学开发策略下已提前开发出降低CO2排放的新技术,因而新出厂汽车的废气排放水平已低于协议规定的排放限值。在增压发动机上,换气系统的设计也对降低CO2排放作出了贡献。     

对燃用植物系生物燃料的柴油机性能及排放性能的研究

部分国家采用从废弃食用油中制取的酯化燃料作为柴油机的代用燃料,但这种代用燃料会产生黑烟或白烟,同时还会影响发动机的起动性能。由于生物燃料属含氧燃料,因此也担心在批量使用时会产生醛类物质等含氧有害物质。探讨了在低温下燃料析出固态物质的原因,以及生物燃料生成醛类物质的趋势,并在1台柴油机上,用3种生物燃料和柴油进行试验研究,比较各自的排放性能,同时明确脂肪酸组成对排放性能的影响。当饱和脂肪酸的比例升高,浊点和析出点也会上升,同时浊点与析出点之间具有明显的相关性。采用油酸甲酯时,醛类排放物在400℃时开始增加,而在低温范围内其生成数量较少。相比柴油,燃用甲酯燃料时,氮氧化物的排放会有所增加,而未燃碳氢化合物、一氧化碳及烟度均呈下降趋势。     

发动机冷却系统的技术动向

摩托车用的小排量发动机因要求采用轻量且结构简单的冷却装置,一般采用的是风冷系统,而轻型汽车及配装大排量发动机的摩托车则要求具备优异的环保性能、动力性能及静音性,所以普遍采用水冷系统。这2种冷却系统都是常用的发动机冷却方式。回顾了日本本田技研工业公司在开发轻型汽车发动机的过程中由风冷方式向水冷方式转变的过程,同时,介绍了目前发动机冷却系统的新技术和新动向。     

新一代载重车发动机活塞环端面磨损的解决方案

排放法规限值的日益收紧对发动机的各项研发工作提出了新的挑战。为了满足改进燃烧和提高发动机效率的要求,导致发动机的负荷增加和磨粒尺度增大。改进发动机会导致活塞环及活塞环槽面临苛刻的摩擦学条件,因而活塞环端面磨损正成为活塞环设计时要解决的关键问题。防止活塞环端面磨损最常用的方法是镀铬。但这种方法在耐久性（厚度太薄）和金相图（表面粗糙）上有一定的局限性。为此,现已开始采用氮化处理的不锈钢第1道活塞环,以改善对端面的保护。与镀铬层相比,氮化层的硬度较高,且比较光洁。然而,对于新一代载重车发动机而言,在某些情况下,采取氮化处理应对摩擦学条件的能力也有其局限性。一种新的解决办法是采用热喷涂工艺。这种工艺能增加保护层厚度,从而减少活塞环与活塞环槽的磨损。为了在严酷的工作条件下评价各种端面磨损解决方案的效果,设计了特殊的发动机试验程序。对各种活塞环技术的评定结果显示,热喷涂的性能最佳。长期试验结果也显示,热喷涂层能提高端面的耐久性。     

Volvo汽车公司的新型模块化发动机平台

2013年秋季，Volvo汽车公司将一种可全球使用的全新4缸发动机系列及结构型式投放市场。该系列中的汽油机和柴油机具有相同的缸心距、缸径和行程，它们的共同特点是明显的小型化、进一步的模块化、高升功率和低燃油耗。以往，Volvo公司采用4缸、5缸、6缸和8缸发动机，现在4缸以上机型已基本被取消。     

西日本铁路公司混合动力内燃动车的开发

为了实现内燃动车的节能减排目的,西日本铁路公司进行了一种混合动力内燃动车的研发。文章介绍了这种混合动力内燃动车的动力系统的结构特点、运行模式及试验和仿真结果。     

内燃动车故障原因分析及防止措施

东日本铁路公司盛冈分公司最近选定盛冈车辆中心作为执行"检修工艺指标"的样板车间。在内燃动车方面,根据故障统计数据,提出3项课题:A公司制造的内燃动车发动机水泵破损;キハ100系内燃动车排气温度异常显示;内燃动车空气压缩机异常噪声。针对这些课题分别确定目标、对策和执行计划,通过具体的维修工作及对策,有效防止了上述故障,完成了各项课题目标。验证了开展故障分析、采取对策及防止车辆故障方法的有效性。     

未来轿车柴油机的系统开发

Mahle公司的试验研究是建立在一种典型的现代柴油机结构基础上的，能够对现在和未来的技术进行系统的试验。这种试验用柴油机具有集成的高压和低压废气再循环（EGR）管路，以及可自由编程的发动机电控单元，因而能在真实的条件下高效地开发新系统。以试验研究EGR技术为例，介绍这种整体式试验方法的优点。