商業和工業發動機的發展趨勢

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商業和工業發動機的發展趨勢

為了滿足未來發動機越來越復雜的需求，更多更先進的輔助系統如廢熱回收、氣體燃料供給、排氣后處理控制系統等都被添加到基礎發動機中。這種復雜性將增加發動機封裝尺寸、質量和完整動力總成的成本，因此必須對基礎發動機進行優化，其關鍵因素就在于如何滿足未來標準的要求如CO2排放量、尺寸、質量和成本。

介紹了改善未來商業和工業用基礎發動機的一些選擇和潛力。正在應用的輕型車輛證明，減小發動機排量、使用新材料、減少摩擦和使用先進的推進和燃油噴射技術是有益的。介紹了這些發動機技術如何在商業和工業上滿足未來廢氣排放和燃料利用的前景。例如，溫室氣體排放要求的一些尾氣排放法規要求商業發動機不斷改善排放；更高的熱效率、更低的氮氧化物排放可能會迫使重型發動機的峰值壓力接近25MPa，因此要求在氣缸蓋和氣缸體設計時使用優質材料；汽車行業減缸發動機具有較高的功率密度，這是大客車和輕型貨車能改善燃油經濟性的原因，商業發動機預計會朝著該方向發展。發動機減缸技術和襯墊技術加上改善襯套表面耐久性，可以抵消質量的增量，并滿足法規限值。

此外，主軸頸和曲柄銷直徑相同的獨特曲軸設計可以提供所需的剛度并降低摩擦損失，加上一個偏移布置的缸腔，可顯著減少摩擦。通過單獨改變連桿的可變壓縮比技術也可以應用到設計中去，這能讓EGR和NOx的排放量在峰值壓力處有一定的靈活性。單頂置凸輪軸配氣裝置與雙頂置凸輪軸系統相比，已被證明更具成本效益。

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

編譯：周建鵬