Acura RLX轿车用新型V6 3.5 L汽油机的开发

本田公司应用最新的动力总成技术“地球梦科技”,开发了1款3.5 L V6汽油机。该发动机的总体设计目标是降低二氧化碳排放,并向客户提供驾驶乐趣。“地球梦科技”的理念旨在降低排放的同时改善燃油经济性。为达到这一目标,并为用户提供驾驶乐趣,采用了三级可变气门正时及升程电控技术和可变气缸管理系统。将这种配气机构技术与缸内直接喷射技术相结合,可提升3.3%的功率,并降低燃油耗20%。为满足中型豪华轿车对噪声及振动水平的要求,开发了新型发动机悬置系统,以改善3缸运行模式的发动机振动。阐述了带可变气缸管理系统及缸内直接喷射系统的三级可变气门正时及升程电控技术、减摩技术,以及新型发动机悬置系统的结构及优势。     

建模技术在涡轮增压汽油机中的应用

一维发动机建模精度和计算速度的提高使发动机在开发过程中可以更大程度地依赖这种仿真技术。建模的效益体现在诸多方面:增加模拟迭代次数,以实现更好的优化;减少硬件原型迭代数,以缩短项目开发的时间和降低总成本。在最初设计阶段和整个项目中,都采用涡轮增压发动机系统的一维GT-Power模型进行辅助设计。该模型是采用Chrysler集团预测燃烧和爆燃的专利建模软件开发的。在这个项目的所有阶段,通过对预测结果与测功器数据进行系统地研究,提高了模型的精度。研究重点是通过一维GT-Power模型优化与测功器试验相结合,选择发动机压缩比和涡轮增压器,并减小各循环间变动和缸内变动。在出现上述变动时,发现从进气门和排气门倒流的残余废气、冷却的再循环废气、空气与燃油的混合气(仅针对进气道燃油喷射发动机)在本循环及下一个循环被重新分配到每个气缸。因此,进气门和排气门的倒流是导致在每个气缸中产生变动的主要因素之一。据此,通过一维GT-Power模型优化,并结合气门设计工程师的输入参数,设计了1组新的气门升程曲线。结果表明,使用该方法后,在燃油耗、废气再循环耐受性和发动机稳定性及发动机性能改善方面均产生了效益。     

用于废气再循环汽油机的双线圈点火

未来,高增压汽油机对点火能量的要求不断提高,由于废气再循环(EGR)在汽油机上变得越来越重要,因此,这种趋势变得更为强烈。BorgWarner公司开发了一种新型双线圈点火系统,可明显改善汽油机对EGR的相容性,这是发动机在较高EGR率和动态运行状态下稳定运行的重要前提条件,能够进一步降低燃油耗。     

BMW公司3缸直接喷射汽油机的热力学

BMW公司在可变气门机构、废气涡轮增压和汽油缸内直接喷射等技术基础上开发了发动机标准组合部件,未来,它们将被应用于BMW公司的所有汽油机。同时,研究证实,为了充分挖掘燃烧过程的潜力,0.5 L被认为是最佳的单缸排量。因此,BMW公司针对140 kW以下的功率需求,开发了一种1.5 L直接喷射汽油机。介绍这种机型的热力学潜力。     

采用两级可变压缩比系统提高车用汽油机的效率

发动机小型化与涡轮增压相结合是目前实现汽油机二氧化碳减排目标的主要技术措施之一。发动机小型化具有众所周知的优点,但其缺点是在高负荷时易发生爆震,并且需要通过提高增压度来补偿功率的下降,所以必须采取降低发动机压缩比的措施。另外,部分负荷时的增压压力升高会导致其效率变差。采用两级可变压缩比(VCR)系统可以弥补上述缺点。动力长度可变的两级VCR系统可以采用长度可变的传动部件来代替传统的传动部件,因此,只需对现有的发动机结构作较小的改动。在过去几年中,研究人员一直在研发这种长度可变的连杆系统。根据目前的发展状态,详细阐述该系统的工作原理和特性,对各种压缩比的范围和驱动转速的考虑进行详细讨论,将两级VCR系统与全可变VCR系统进行比较,并展望如何在现有的先进汽油机中,利用两级VCR系统的潜力降低二氧化碳排放。     

气缸工作表面形状的评定

对气缸工作表面的要求不断提高。为了能更好地描述气缸套工作表面的摩擦性能,对其微观结构组织进行三维测量,并用客观的特性值来描述其特性。Audi公司用气缸体工作表面形状测量数据生成三维特性值,并按照ISO 25178-2标准评估其表面形状的适用性。最后,与传统的脉冲节拍触针式测试方法进行比较。     

VM Motori公司新型R750系列发动机

针对非道路用车辆的排放法规要求,研究人员正重新审视发动机设计,并为零部件引入最新的技术和定制排气后处理系统。降低颗粒排放是影响发动机整体性能和价格的关键问题之一。目前,业界还没有一种统一的解决办法。部分制造商采用高压燃油喷射与高效的柴油氧化催化转化器组合的方式,而另一些制造商则依靠主动再生柴油机排气颗粒过滤器技术或单用选择性催化还原技术来达到欧盟第4阶段和关国第4f阶段排放标准。考虑到上述方法的利弊,VM Motori公司决定采用一种新技术,将柴油氧化催化转化器与分流式颗粒过滤器(PM-Metalit(?))用于新型R750发动机系列。讨论这种方法的优点,同时介绍为达到排放限值所进行的应用性研究。介绍PM-Metalit(?)技术无须维护保养就可降低颗粒排放的物理及化学机理。此外,还将讨论模拟实际运行条件得出的试验结果。     

2013年车用发动机排放控制回顾（下）

回顾2013年汽车排放法规和车用发动机排放控制技术的重要进展。介绍该领域排放法规的主要进展,包括美国建议收紧轻型车污染物排放标准,以及欧盟制定车辆实际行驶排放标准的情况。在应对严重的空气质量问题方面,中国和印度出现值得注意的转变。简要阐述了发动机燃油的发展状况。估计目前正处于石油稳定供应的初期阶段,这有可能使燃油价格保持稳定。轻型车和重型车的发动机技术促使发动机效率明显提高。回顾汽油机和柴油机在满足现行氮氧化物和温室气体排放法规方面取得的重要进展。证实或不久将证实,重型发动机可以采用常用的方法达到50%有效热效率。回顾包括选择性催化还原系统和选择性催化还原过滤器在内的氮氧化物控制技术进展,重点是低排气温度下的氮氧化物减排,以及各种部件的整合和控制。柴油机的颗粒减排技术正在围绕积灰特性和选择性催化还原一体化方面发展。直喷汽油机使用的颗粒捕集器正在快速发展,在某些情况下,这种捕集器的背压、点火特性和减排功能已与三效催化转化器的十分接近。氧化催化转化器的发展涉及一些棘手的问题,如排气中碳氢化合物和CO较高时的低温减排性能,以及甲烷氧化问题。讨论汽油机气态排放物控制技术的主要进展,重点是发动机标定与排放控制系统的匹配,以及稀燃汽油机的排放控制。下半部分介绍车用发动机排放控制技术的发展。     

杭州湾跨海大桥混凝土结构耐久性原位监测预警系统

为了确保杭州湾跨海大桥混凝土结构达到百年设计使用寿命,评价混凝土结构耐久性状况的动态发展,通过对预埋式钢筋腐蚀无损监测传感系统的国际合作研究,确定了基于电化学原理和辅助光纤技术的耐久性监测技术思路,制定了该工程耐久性动态预报监测平台的构架技术方案,捕获了结构各部位腐蚀预警的个性化判据,优化了全桥测点的布置,集成、改良并安装了控制关键部位的全套系统(共计48套监测单元)。工程实测结果表明:测试数据稳定,并且与实验室研究数据吻合。     

PUFA加固钢筋混凝土柱抗震性能数值模拟

汶川特大地震后,交通运输部颁布了新的<公路桥梁抗震设计细则>,采用了两水平设防,两阶段设计的抗震设计理念,由单一的强度设计修改为由强度和变形等多指标控制的抗震设计方法.但是,对于现役钢筋混凝土桥墩而言,如何通过科学的抗震加固方法来增加其变形能力乃是提高我国整体桥梁结构抗震水平的关键.采用新型材料PUFA材料,对现役钢筋混凝土桥墩进行了抗震加固设计.为了验证其抗震加固效果,利用OpenSees软件对每个加固模型分别进行了PUSHOVER数值解析,并与常用的混凝土加大截面法和粘贴碳纤维加固法的加固效果进行分析比较.研究结果表明:利用PUFA进行抗震加固不仅可以切实提高钢筋混凝土桥墩的韧性,而且比常规的抗震加固方法具有更好的抗震加固效果.