商业和工业发动机的发展趋势



商业和工业发动机的发展趋势

为了满足未来发动机越来越复杂的需求，更多更先进的辅助系统如废热回收、气体燃料供给、排气后处理控制系统等都被添加到基础发动机中。这种复杂性将增加发动机封装尺寸、质量和完整动力总成的成本，因此必须对基础发动机进行优化，其关键因素就在于如何满足未来标准的要求如CO2排放量、尺寸、质量和成本。

介绍了改善未来商业和工业用基础发动机的一些选择和潜力。正在应用的轻型车辆证明，减小发动机排量、使用新材料、减少摩擦和使用先进的推进和燃油喷射技术是有益的。介绍了这些发动机技术如何在商业和工业上满足未来废气排放和燃料利用的前景。例如，温室气体排放要求的一些尾气排放法规要求商业发动机不断改善排放；更高的热效率、更低的氮氧化物排放可能会迫使重型发动机的峰值压力接近25MPa，因此要求在气缸盖和气缸体设计时使用优质材料；汽车行业减缸发动机具有较高的功率密度，这是大客车和轻型货车能改善燃油经济性的原因，商业发动机预计会朝着该方向发展。发动机减缸技术和衬垫技术加上改善衬套表面耐久性，可以抵消质量的增量，并满足法规限值。

此外，主轴颈和曲柄销直径相同的独特曲轴设计可以提供所需的刚度并降低摩擦损失，加上一个偏移布置的缸腔，可显著减少摩擦。通过单独改变连杆的可变压缩比技术也可以应用到设计中去，这能让EGR和NOx的排放量在峰值压力处有一定的灵活性。单顶置凸轮轴配气装置与双顶置凸轮轴系统相比，已被证明更具成本效益。

Michael Franke et al. SAE 2014-01-2325.

编译：周建鹏