降低摩擦功耗的汽油机活塞组件优化设计

本文着重探讨在降低摩擦功耗提高燃油经济性方面,马勒公司在汽油机活塞组件(分别从活塞、活塞环组和活塞销)上提出的优化设计方案,在理论分析和发动机台架试验数据的共同支撑下,完成对发动机降低摩擦功耗提高燃油经济性方面的升级换代工作,从而保证该款发动机满足客户新一阶段燃油耗要求,延长该发动机的生命周期。     

涡轮增压发动机用0W-20润滑油减摩性能研究

为研究低黏度润滑油对涡轮增压发动机燃油经济性的影响,配制5种不同的0W-20全配方润滑油。使用真实活塞环-缸套摩擦副试样,选取涡轮增压发动机关键工况,通过往复摩擦模拟试验测试各油样的减摩效果。通过控制整车WLTC油耗测试精度,比较各油样的燃油经济性提升效果。结果表明：降低润滑油黏度和添加摩擦改进剂均可以改善燃油经济性,但是后者的效果更为显著;摩擦改进剂MoDTC的加剂量越高,减摩效果越好;硼酸盐清净剂可以增强MoDTC的减摩效果。比较摩擦模拟试验和整车油耗试验发现,使用真实的环套摩擦副组件并设定合适工况的摩擦模拟试验,可以快速区分润滑油的减摩效果,但是无法反映真实的燃油经济性的提升程度。     

表面形貌对活塞环密封及摩擦性能的影响

综合考虑活塞环表面形貌、弹性变形、运动面型线影响,建立柴油机活塞环-缸套摩擦副的弹性流体动压润滑计算模型,分析活塞环表面纹理方向及粗糙度大小对活塞环窜气及摩擦功耗的影响。研究发现,随着转速的提升,活塞的窜气量及摩擦功耗会加剧,导致发动机效率降低;活塞环-缸套摩擦副的表面纹理方向影响窜气量和摩擦功耗,采用活塞环横向纹理和缸套纵向纹理配合时,对活塞环窜气量及摩擦功耗的改善效果较好;活塞环和缸套的表面粗糙度对密封和润滑特性有较大影响,当缸套表面粗糙度增大时,窜气量先减小后增大,摩擦功耗先增大后减小,而在一定范围内,当活塞环表面粗糙度增大时,窜气量和摩擦功耗都减小。     

零部件优化对发动机燃油经济性影响的研究

为了降低发动机的机械损失,提高燃油经济性,考虑对挺柱和水泵进行设计优化,从而降低挺柱的摩擦损失和水泵的功耗。利用发动机台架测量整机的机械损失扭矩和万有特性油耗,配合方差分析,研究挺柱和水泵的优化对燃油经济性的影响。结果表明,挺柱和水泵的优化均可提高燃油经济性,其中挺柱影响最显著,而它们的交互作用无影响。     

车用汽油机停缸时循环功耗研究

发动机停缸时,不同的停缸方案以及采用不同的控制参数所对应的循环功耗和摩擦功耗有较大差别,影响停缸后发动机性能。基于电磁驱动配气机构全柔性化的特点,研究了滞留废气、滞留空气、排气门常开3种停缸状态下的功耗。仿真结果表明,减少停缸循环缸内气体量有利于降低功耗,排气门常开方案功耗随气门升程增加而降低。最后确定了以最小功耗提高经济性和最大功耗改善换挡品质的停缸方案。     

国际合作确保国内活塞环行业大发展

活塞环是发动机中唯一的三维运动的零件;活塞环－气缸体是发动机中主要的摩擦副之一．也是工作条件最为恶劣和磨损最为严重的摩擦副。发动机的使用寿命、燃油经济性和废气排放要符合环保法规要求．很多方面都取决干活塞环的结构、材料和制造品质及活塞环的润滑条件和活塞环－气缸体摩擦副的台理配对。因此,活塞环若出现问题最容易导致发动机出现故障。我国企业活塞环技术水平还需提高,随着市场竞争的加剧．活塞环行业正在面临整合．企业要想获得大的发展．只有通过国际合作的途径。     

某型柴油机气门与座圈摩擦副磨损影响因素研究

配气机构作为发动机中的核心组成部分之一,配气机构的气门与座圈摩擦副进行的高频反复循环碰撞,两者之间发生磨损,在一定程度会关系到发动机向外输出的动力性和燃油经济性。本文对气门与座圈磨损影响因素进行分析,建立气门与座圈摩擦副磨损量预测的数学模型,研究不同影响因素对气门与座圈磨损的影响规律,为气门与座圈摩擦副的改进设计提供依据。     

微量元素对发动机油性能影响的试验研究

为探究发动机油中微量元素对发动机油性能的影响,通过原子发射光谱试验分析发动机油的元素含量,结合发动机油的SRV摩擦磨损试验,研究发动机油中微量元素含量对发动机油摩擦磨损性质的影响;同时结合整车油耗试验,研究发动机油中微量元素含量对发动机油燃油经济性能的影响。研究表明,Ca元素与发动机油的摩擦磨损性能有一定的正相关关系,S元素与发动机油的燃油经济性性能有一定的正相关关系。     

星弧DLC-T涂层——汽车“心脏”耐磨与密封问题的钥匙

DLC薄膜由于具有高硬度和高弹性模量、低摩擦因子和耐磨损等特性,很适合作为发动机滑动摩擦副表面减摩耐磨涂层。提高燃油效率是实现汽车节能减排最有效的途径之一。而提高燃油效率则主要通过增大油气喷射压力,提高发动机输出功率来实现。油气喷射压力的增大则必然会导致发动机零部件承受的摩擦力越来越大,磨损越来越严重,而传统的材料和表面处理手段已经很难满足发动机正常工作需求。DLC薄膜由于     

低黏度机油对发动机性能的影响

车用发动机通过使用低黏度的润滑油,可获得更大的动力性和经济性。以某1.5 L 4缸自然吸气发动机为例,研究采用较低黏度的SM-5W20代替原使用的SM 5W30对发动机性能的影响。采用Flowmaster软件建立发动机润滑系统模型,分析润滑油黏度对发动机润滑系统润滑油压力、流量和润滑油泵功耗的影响,分析表明,采用较低黏度的SM 5W20代替SM 5W30,润滑系统的流量增大了0.83%~6.72%,润滑油压力降低1.45%~5.98%,润滑油泵功耗降低了1.4%~6.58%。通过发动机台架试验,研究黏度对发动机摩擦功、功率、扭矩及油耗的影响,结果表明,使用SM-5W20比使用SM-5W30的发动机摩擦功低,在中低速下的燃油经济性提升。     

基于冷却热管理的商用车燃油经济性提升试验研究

本文以国内某中型载货商用车为研究对象,开展基于冷却系统热管理优化的整车燃油经济性提升试验研究。通过提升发动机节温器开启温度,提高了发动机的运行工作水温,降低了发动机本体摩擦功的消耗;通过优化电控硅油离合风扇控制策略,实现了发动机水温的精确控制,减少了风扇的运行时间,降低了风扇的运行功耗;整体上,综合节温器开启温度的提升、电控硅油离合风扇的控制策略优化,完成了对整车冷却系统热管理的控制,实现了整车燃油经济性的提升。     

缸套表面织构润滑性能理论及试验研究

通过将激光表面织构技术应用于发动机缸套表面,建立缸套-活塞环摩擦副混合润滑理论模型,并以桶面环为例,计算缸套表面织构对摩擦副润滑摩擦性能的影响规律。计算结果表明：缸套通过激光表面织构后,其润滑摩擦性能得到改善,凹腔织构效果要优于沟槽织构效果,在各行程中部油膜厚度最大增加了29%左右,而摩擦力峰值下降30%左右。通过发动机对比台架试验发现：相对于原机,配套表面织构缸套后发动机燃油消耗率呈现出下降趋势,在低转速下改善效果最为显著,燃油消耗率最大降低了9.8 g/(kW•h),降幅为4.62%,证实了表面织构技术对于降低发动机摩擦损失是有效的;同时发动机的其他性能指标也有不同程度改善,漏气量、烟度、全损耗系统用油消耗率等参数都有所下降,烟度下降明显,漏气量最大降幅为34.6%,全损耗系统用油消耗率降低了33.8%。     

侧隙对摆线针轮传动啮合力与摩擦功耗的影响分析

啮合侧隙是影响摆线针轮副承载能力、摩擦功耗、振动噪声等传动性能的关键因素之一。利用摆线针轮传动原理,建立了考虑侧隙的摆线轮与针齿啮合力及摩擦功耗分析模型,并引入比较系数,描述了侧隙对摆线轮针齿啮合副接触力和摩擦功耗的影响。分析表明,侧隙会显著改变参与接触的针齿数量,从而改变接触力峰值和摩擦功耗,即侧隙增大会导致接触力峰值显著增大,但摩擦功耗会略有降低。该方法可为评估初始及磨损后侧隙对轮齿接触特性的影响机制提供简便的理论方法。     

采用单气门变升程工作模式的发动机经济性能仿真

基于全柔性化的电磁驱动配气技术,提出了单气门变升程工作模式;在考虑驱动机构驱动功耗的基础上对发动机进行了建模和仿真分析。研究结果表明：在发动机中低转速工况下,采用单气门变升程工作模式能够适度增大充气流速,减小泵气损失和配气机构驱动功耗,进而达到改善发动机燃油经济性的目的;且随着发动机转速和负荷的降低,改善幅度呈上升趋势,如发动机转速1000r/min、负荷率40%工况下单气门2.00mm升程运行模式有效燃油消耗率相比原型机减小了12.2%。     

非动力总成因素对整车油耗灵敏度的优先级分析

汽车燃油经济性的技术影响因素包括发动机效率,传动系统效率,道路阻力,附件效率,标定控制等多个方面,本文重点分析各非动力总成技术因素,利用正交设计,结合整车仿真模型、实车实验和数理分析等手段,得出各非动力总成因素对乘用车燃油经济性的影响程度,形成对非动力总成因素重要性排序识别,对油耗影响程度的大致关系,指导整车燃油经济性开发成本控制和策略制定。     

非动力总成因素对整车油耗灵敏度的优先级分析

汽车燃油经济性的技术影响因素包括发动机效率,传动系统效率,道路阻力,附件效率,标定控制等多个方面,本文重点分析各非动力总成技术因素,利用正交设计,结合整车仿真模型、实车实验和数理分析等手段,得出各非动力总成因素对乘用车燃油经济性的影响程度,形成对非动力总成因素重要性排序识别,对油耗影响程度的大致关系,指导整车燃油经济性开发成本控制和策略制定。     

采用低黏度润滑油对发动机性能的影响

车用发动机通过使用低黏度的润滑油,可获得更大的动力性和经济性。以某1.5 L 4缸自然吸气发动机为例,研究采用较低黏度的SM 5W20代替原使用的SM 5W30对发动机性能的影响。采用Flowmaster软件建立发动机润滑系统模型,分析润滑油黏度对发动机润滑系统润滑油压力、流量和润滑油泵功耗的影响,分析表明,采用较低黏度的SM 5W20代替SM 5W30,润滑系统的流量增大了0.83%~6.72%,润滑油压力降低1.45%~5.98%,润滑油泵功耗降低了1.4%~6.58%。通过发动机台架试验,研究黏度对发动机摩擦功、功率、扭矩及油耗的影响,结果表明,使用SM 5W20比使用SM 5W30的发动机摩擦功低,在中低速下的燃油经济性提升。     

改善铝合金发动机零部件性能的途径

汽车燃油经济性是当前汽车工业所面临的重要挑战之一。近几年来,各国汽车制造商围绕汽车重量和摩擦损耗这两个影响燃油经济性的主要因素作出了巨大努力。 铝合金在发动机中的成功应用大大地降低了汽车重量,提高了燃油经济性,同时人们发现,在发动机中,摩擦损耗占其总功率的40％以上,而其中的一半以上是由活塞、活塞环、缸套之间的摩擦引起的。因此,不断开发理想的发动机铝合金材料并有效地降低发动机部件间的     

基于拖拉机燃油经济性HMCVT换挡规律的研究

通过分析拖拉机燃油经济性指标和拖拉机经济性的影响因素,提出一种以拖拉机燃油消耗率最低和牵引效率最高为目标的燃油经济性换挡规律。根据拖拉机燃油最佳经济性,结合液压机械无级变速器(Hydraulic mechanical continuously variable transmission,HMCVT)的结构和传动特点,阐明实现拖拉机燃油经济性的要求。探究一种发动机燃油消耗率和液压机械无级变速器的传动效率之比最小为目标的经济性最佳的HMCVT下的发动机转速转矩曲线,通过与发动机外特性曲线比较,可以使各挡位都处于油耗最低的经济性区域,并保证拖拉机的速度稳定,符合经济性换挡规律。     

基于节能竞技比赛的发动机节能技术研究

以中国节能竞技大赛为设计背景,对本田125cc发动机进行改造,在满足竞赛动力性要求的基础上,来降低燃油消耗率,提高燃油经济性能。以此目标,对发动机结构进行了优化、改造,并采用电控燃油喷射系统来降低油耗;同时在独立研发的发动机综合性能实验台上进行改装发动机的燃油经济性实验,并对实验数据进行拟合,得到改装发动机的燃油经济性曲线,并对发动机燃油经济性进行了评估。