理论教育 柴油机发展趋势:提高功率密度的有效措施

柴油机发展趋势:提高功率密度的有效措施

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过几十年的努力,升功率由第一代坦克柴油机的9.8 kW/L发展到第二代的19.1 kW/L,第三代提高到了32.5 kW/L,平均有效压力接近1.9 MPa,但是活塞平均速度始终没有超过12 m/s。因此,适当减小发动机的缸径,提高平均有效压力,提高发动机转速,是提高柴油机功率密度的有效措施。表1-5列出了德国道依茨TCD2015原机、用于新型轻型坦克动力研制的8V132柴油机和国外先进车用柴油机的主要技术参数对比。

柴油机发展趋势:提高功率密度的有效措施

我国军车动力的研制经历了从引进仿制,改进提高,到自行研制的艰苦历程。主要机型以150系列柴油机为主。通过几十年的努力,升功率由第一代坦克柴油机的9.8 kW/L发展到第二代的19.1 kW/L,第三代提高到了32.5 kW/L,平均有效压力接近1.9 MPa,但是活塞平均速度始终没有超过12 m/s。与以德国MTU公司MT890系列柴油机为代表(升功率为92 kW/L)的国外先进动力系统相比差距很大。究其原因主要是: (1)150 mm直径的活塞组质量偏大,惯性力制约了转速的提高; (2)摩擦磨损、润滑技术没有突破。因此,适当减小发动机的缸径,提高平均有效压力,提高发动机转速,是提高柴油机功率密度的有效措施。

图1-8表示了高紧凑型柴油机体积功率和单缸功率随缸径的变化趋势。由于近期内我国高强化柴油机活塞平均速度难以出现较大幅度的提高,目前最适合我国国情的高功率密度柴油机缸径范围在125~135 mm之间。

图1-8 体积功率和单缸功率随缸径的变化趋势

在借鉴8×8轮式步兵战车用BFM1015(缸径132 mm)柴油机军用化的成功经验后,北京理工大学2000年年初进行了“新一代柴油机性能预测与分析”课题研究工作,成功论证了选用132 mm缸径现有民机进行强化达到高体积功率的潜力和可行性,并于2006年6月在单缸机上实现了单缸92 kW的指标;“十一五”期间,开展了“数字化柴油机技术”预研课题研究,在消化和吸收德国道依茨公司TCD2015V8柴油机技术的基础上,开展了高强化柴油机关键技术研究,获得整机736 kW的基本性能。(www.daowen.com)

新132柴油机研制是以道依茨TCD2015柴油机为基础平台,通过全新构建高效燃烧系统、进排气系统、高压比增压系统、电控单体泵供油系统、综合电子控制系统,重新设计气缸盖、配气机构、平衡机构、冷却润滑系统,采取提高转速强化平均有效压力的技术路线,功率强化幅度达35%以上。为达到功率强化的目标,新132系列柴油机采用的主要技术方案是:发动机转速从2 100 r/min提高到2 500 r/min,在冲程不变的情况下,活塞平均速度从10.15 m/s提高至12.1 m/s,平均有效压力从原机的1.57 MPa提高至1.95 MPa,发动机强化系数增加接近50%。

表1-5列出了德国道依茨TCD2015原机、用于新型轻型坦克动力研制的8V132柴油机和国外先进车用柴油机的主要技术参数对比。

表1-5 新132系列柴油机技术参数对比

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈