计算机辅助设计与计算机辅助工程在发动机零件设计中的综合应用

近年来,为缩短发动机开发周期,减少零部件研发的工作量,对设计师提出了更高的要求。现代设计师除了要具备产品设计的能力外,还要拥有提高产品品质的精湛技术,以及利用计算机仿真技术的能力。计算机辅助设计（CAD）能大幅度提高方案设计阶段的效率,与计算机辅助工程（CAE）完美结合后,能高效、圆满地实施方案设计,以及零件设计形状变更、分析、制图等一系列设计流程。介绍在车用发动机连杆设计阶段综合应用三维CAD与CAE技术的具体实例。     

养生作用对硫沥青性能影响分析

硫磺部分替代传统石油沥青用于道路工程建设可减少石油沥青用量,降低施工能源消耗,促进工业废渣中硫磺的回收利用,具有较高的经济和环保价值。为探究硫磺掺量（质量分数）及养生作用对硫沥青（SEA）性能的影响,采用差示扫描量热仪（DSC）验证硫沥青中硫磺的重结晶现象,对养生前后硫沥青的基本物理性能和黏度进行分析,并采用动态剪切流变仪（DSR）和弯曲梁流变仪（BBR）对养生前后硫沥青的流变特性和疲劳性能进行评价,最后借助荧光显微镜（FM）观察养生前、后硫磺在沥青中的微观分布特性。研究结果表明：养生后高硫磺掺量的硫沥青DSC曲线出现吸热峰,硫沥青（特别是高硫磺掺量下）的劲度有所增加,因此对硫沥青进行养生使其性能稳定后再进行相关性能评价更具现实意义;硫磺掺量较低（≤ 10%）时,硫磺主要以溶解硫的形式存在于沥青中起到软化沥青的作用,因此沥青的低温变形能力有所改善,但其高温抗变形能力有所降低;当硫磺掺量较高（≥ 35%）时,硫磺主要以重结晶的形式悬浮在沥青中使沥青变硬,在增加沥青高温抗变形能力的同时也牺牲了其低温抗裂能力;硫磺掺量较低时,硫沥青黏度随着硫磺掺量的增加而降低;硫磺掺量较高时,硫沥青90℃和105℃黏度随着硫磺掺量的增加而增加,但硫沥青120℃和135℃黏度相差不大,同时硫磺加入最高可降低沥青的施工温度达20℃;线性振幅扫描（LAS）试验结果表明,养生后的硫沥青疲劳寿命比基质沥青长,其中35%硫沥青疲劳性能最佳;硫磺掺量进一步增加,硫沥青疲劳寿命缩短至与基质沥青相近;FM分析表明,硫磺掺量不高于5%时,硫磺全部溶解于沥青中,且养生后硫磺未重结晶,相应硫沥青无荧光性;硫磺掺量高于5%时,硫磺在沥青中分布均匀,养生后10%硫沥青中硫晶斑尺寸和面积显著增大,高硫磺掺量硫沥青中硫晶斑面积仅略有增加。     

通过喷入压缩空气改善涡轮增压柴油机的扭矩特性

近年来,Knorr-Bremse制动器公司通过对汽车工业、商用车柴油机领域电控喷油（如共轨）,以及商用车制动装置领域高动态电控压缩空气元器件的开发整合,成功开发出一种主要基于量产元器件且达到初期开发状态的系统。该系统易于集成到进气管上,且能极大改善发动机及车辆的动态响应性和加速性能。     

CTCS-3级车载系统MVB接入设备的研究与实现

介绍CTCS-3级列车车载系统采用多功能车辆总线(MVB)进行通信的功能单元以及各个单元间的周期性和突发性通信行为。在对MVB总线协议以及上层应用协议进行分析的基础上,以MVB-Ethernet网关为例,详细介绍MVB通信网关的硬软件实现技术以及MVB网关设备在半实物仿真平台中的应用。     

降低活塞摩擦的技术

对汽油机摩擦损失的研究表明,在低、中转速区域,活塞系统的摩擦损失占汽油机总摩擦损失的20%左右,而在高转速区域,这一比例还会增加。因此,降低活塞系统的摩擦具有降低燃油耗的效果。同时,在车用发动机燃油耗目标限值越来越严格的背景下,更有必要关注活塞的减摩技术。介绍了实用的活塞系统减摩技术,包括减轻活塞质量,以及直接降低活塞摩擦的技术,分析了活塞裙部的减摩效果,着重介绍了在工艺和设计方面可有效降低活塞裙部摩擦的技术措施。研究结果表明,结合减轻活塞质量等降低活塞摩擦的措施,可降低发动机燃油耗约3%。     

地震时防脱轨对策用横向减振器的开发

<正>2004年10月23日发生的新泻县中越地震中,上越新干线受到了损伤,"朱鹮325"号高速列车甚至发生了脱轨事故。此前也曾研究过铁路土木结构物的抗震补强设计方法,并且引进过早期的地震检测系统等,以这次的脱轨事故为契机,除了上述抗震措施的研究应用外,还应该寻求防止车辆脱轨与溜逸的对策。根据对车辆的各种研究可知,提高车体横向减振器的减振性能,抑制车辆的振动,可作为地震时有效的防脱轨对策。因此,以这类研究结果为     

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。     

全新高效Kappa 1.6 L GDI发动机的开发

现代起亚汽车公司推出适用于混合动力车型的全新Kappa 1.6L汽油缸内直喷(GDI)发动机,并于2016年初在韩国市场投产。该机型达到了汽油机力图实现40%的最高热效率;并且能够输出充沛的动力,满足车辆的动态行驶性能。开发全新Kappa 1.6LGDI发动机旨在提高燃油效率。为了获得最高燃油效率,设计了行程缸径比为1.35的紧凑型燃烧室。采用的关键技术还包括:高压缩比阿特金森循环,带有高能点火线圈的冷却废气再循环(EGR)系统,以及强滚流进气道。在大幅抑制爆燃后,燃油效率得以改善。具体做法是采用分离型冷却系统,并配有2套节温器和嵌块,机油喷射活塞冷却技术,以及中空充钠排气门。基于两级式压力控制机油泵和低流速机油,以及运动部件采用的低摩擦涂层等技术,Kappa 1.6LGDI发动机的摩擦损失也被控制在最小值。与此同时,集成了压力控制阀(OCV)的连续可变气门正时(CVVT)系统具有迅捷的响应速度,克服了CVVT系统用在阿特金森循环上相位角变大的问题。为了符合超低排放车辆(SULEV)排放法规,喷油器经激光钻孔成型,其燃油喷束形式为强滚流和平顶活塞而作了改进,系统喷油压力达到了20 MPa。     

丰田燃料电池系统“TFCS”

丰田公司于2014 年12 月推出新型燃料电池车( FCV) “未来( MIRAI) ”,是燃料电池汽车进入销售阶段的第一步。这得益于丰田燃料电池系统( TFCS) 的最新应用。TFCS 进一步强化了FCV的技术优势,并且大大降低了燃料电池系统的技术成本。而成本问题一直以来都是FCV 系统商业化的主要障碍。     

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。