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商業(yè)和工業(yè)發(fā)動機的發(fā)展趨勢

為了滿足未來發(fā)動機越來越復(fù)雜的需求，更多更先進的輔助系統(tǒng)如廢熱回收、氣體燃料供給、排氣后處理控制系統(tǒng)等都被添加到基礎(chǔ)發(fā)動機中。這種復(fù)雜性將增加發(fā)動機封裝尺寸、質(zhì)量和完整動力總成的成本，因此必須對基礎(chǔ)發(fā)動機進行優(yōu)化，其關(guān)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(zhì)量和成本。

介紹了改善未來商業(yè)和工業(yè)用基礎(chǔ)發(fā)動機的一些選擇和潛力。正在應(yīng)用的輕型車輛證明，減小發(fā)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(shù)是有益的。介紹了這些發(fā)動機技術(shù)如何在商業(yè)和工業(yè)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(guī)要求商業(yè)發(fā)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(fā)動機的峰值壓力接近25MPa，因此要求在氣缸蓋和氣缸體設(shè)計時使用優(yōu)質(zhì)材料；汽車行業(yè)減缸發(fā)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(jīng)濟性的原因，商業(yè)發(fā)動機預(yù)計會朝著該方向發(fā)展。發(fā)動機減缸技術(shù)和襯墊技術(shù)加上改善襯套表面耐久性，可以抵消質(zhì)量的增量，并滿足法規(guī)限值。

此外，主軸頸和曲柄銷直徑相同的獨特曲軸設(shè)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(shù)也可以應(yīng)用到設(shè)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(tǒng)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