振动式发动机

近日，安徽省考核专家对安徽省计量院新建“机动车发动机转速测量仪校准装置”进行了现场考核。 　　专家对此次申报建标的技术报告进行详细审核，查看了检定人员对机动车发动机转速测量仪校准的模拟试验操作，认为此次安徽省计量院新建的“机动车发动机转速测量仪”符合《机动车发动机转速测量仪校准规范》要求，校准装置、配套设备齐全，检定人员校准流程规范，给予一次性通过。 　　机动车发动机转速测量仪是通过固定在压燃式发动机高压喷油管或贴附在机动车发动机机壳上，通过感应发动机振动频率来测量发动机转速，此次建标填补了省内空白。

据美国科学促进会11月22日(北京时间)报道，核磁共振成像(MRI)这种医学成像技术如今却将在提高喷气发动机效率方面发挥重要作用。在近日举行的美国物理协会流体动力学部年会上，斯坦福大学机械工程博士科勒奈尔迈克尔本森介绍了他们的发明。　　本森称，利用MRI能在几个小时内收集大量的三维数据，而传统方法需要两年甚至更久才能完成相关检测。这种技术能大大节省喷气发动机的设计和测试时间，使改良后的发动机不仅效率提高，还可节约能源。　　作为首批利用MRI技术收集流体数据的研究人员之一，本森利用MRI技术来分析涡轮喷气发动机中热燃烧和制冷气体之间的混合情况，希望以此来优化设计，减少制冷剂用量，同时提高发动机性能和燃烧效率。　　本森说，此前分析冷热混合情况时都依靠荧光染料微粒或油滴，通过激光照射使其发光，然后用高速照相机拍摄它们的位置，再利用计算机分析画面计算出这些微粒的位置和速度。由于照相机拍摄的照片覆盖面很小，需要将多张局部小照片拼在一起才能形成一幅完整图像，而为了达到三维立体视觉效果，还要拍摄更多不同角度图像，这一过程非常耗时。“有个博士生收集这些数据就花了3年时间。”本森说，而用MRI来拍摄同样数量的数据，却只要4小时到8小时。因为MRI技术本身就是设计用来拍摄三维物体的，它能利用电磁脉冲有组织地震荡氢分子中的质子，当其在磁场中重新排列时迅速测出它们的位置。　　研究小组在实验中使用了水和硫酸铜的混合溶液来成像，硫酸铜不仅成本低，而且也能对电磁脉冲快速作出响应，相比之下，如果利用医学上通常使用的流质钆作为造影剂，连续几个小时的扫描消耗，所需成本过于昂贵。　　本森目前仍在分析发动机扇叶尾缘设计，并已经取得了一些进展。“表面制冷效率已经提高了10%，这相当于将扇叶的温度降低了100华氏度(约38摄氏度)到150华氏度(约66摄氏度)。”

故障现象 一辆2005款宝马740Li车，搭载N62B40A发动机，累计行驶里程约为26.3万km。热机状态下将发动机熄火，约10 min后重新起动，发动机偶尔会怠速抖动；将发动机熄火后立即重新起动，发动机工作正常，且车辆行驶一切正常。该车因上述故障在其他维修厂维修，维修人员用故障检测仪检测，提示气缸4失火，调换点火线圈和火花塞后试车，故障依旧；测量气缸压力，也正常；接着又更换了喷油器、VANOS电磁阀及VANOS执行器，但故障依旧，于是将车开至我厂寻求技术支持。故障诊断 接车后反复试车，故障出现。用故障检测仪检测，读得故障代码“29D3 DME熄火，7缸”，读取发动机运转平稳性数据，发现气缸7的运转平稳性数值为5.71，偏大，说明气缸7发生失火。用pico示波器和WPS500X压力传感器测量排气脉动和气缸7的点火波形（图1），分析可知，气缸7点火后180°曲轴转角与360°曲轴转角之间的排气脉动异常，而此阶段正好对应气缸7的排气行程，这进一步验证气缸7发生失火。之前是气缸4失火，现在怎么会变成气缸7失火了呢？观察气缸7的点火波形（初级点火波形），排除点火系统故障的可能。图1　排气脉动和气缸7的点火波形 测量故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形（图2），借助WOT（Waveform Overlay Tool，波形叠加工具，输入点火顺序可以生成发动机工作循环图，红色区域为做功行程，灰色区域为排气行程，蓝色区域为进气 行程，黄色区域为压缩行程）进行分析，发现气缸7进气门打开时对应的进气脉动波形下拉明显不足，由此推断气缸7进气不足。图2　故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形 如图3所示，宝马可变气门升程系统通过在其配气机构上增加偏心轴、气门伺服电动机、中间推杆等部件来调节进气门升程，调节范围为0.3 mm ~ 9.85 mm。分析认为气缸7进气不足是由进气门升程过小引起的，可能的原因有：气门摇臂故障；进气液压气门间隙补偿器（HVA）故障；气门升程调节机构（偏心轴、中间推杆、调节板等）故障；机油压力不足。本着由繁入简的原则，首先测量机油压力。1—气门伺服电动机；2—蜗杆轴；3—复位弹簧；4—槽板；5—进气凸轮轴；6—调节板；7—进气HVA；8—进气门；9—排气门；10—排气HVA；11—排气滚子式气门摇臂；12—排气凸轮轴；13—进气滚子式气门摇臂；14—中间推杆；15—偏心轴；16—蜗轮图3　宝马可变气门升程系统结构 测得热机怠速时（此时故障没有再现）的机油压力约为1 bar（1 bar=100 kPa，图4a），明显偏低（正常为2 bar左右）；将发动机熄火，长时间停放后测得冷机怠速时的机油压力不足1 bar（图4b），异常（正常为4 bar左右）。图4　故障车的机油压力 拆检机油滤芯，滤芯很脏（图5）；拆下机油泵总成，进一步拆解发现溢流阀安装孔壁磨损严重（图6）。诊断至此，推断机油滤芯脏堵及溢流阀磨损泄压导致机油压力不足，使进气HVA偶尔工作不良，气门升程过小，进气量不足，以致发动机热机状态下气缸随机失火。图5　机油滤芯很脏图6　溢流阀安装孔壁磨损严重故障排除 更换机油、机油滤芯及机油泵总成后反复试车，故障不再出现，故障排除。