船舶内燃机燃烧模型及应用

综述了船舶内燃机燃烧模型的分类、建模方法、特点和应用以及发展趋势，说明内燃机气缸内的燃烧过程的计算机数值模拟必将成为一种有效的研究和设计手段。     

中速大功率柴油机气缸压力测量的通道效应模型

示功图既是内燃机基本性能参数计算和放热规律分析的依据，又是燃烧过程数学模拟精确程度的评价标准。在内燃机整体设计基本完成之后，利用放热规律对一些设计参数进行优化匹配，可以获得低燃油消耗率、低排放的燃烧过程，这一方法已成为当前研究内燃机燃烧过程的有效手段。示功图的测量技术已有200年的历史，早在内燃机问世之前，人们已     

做中国内燃机行业的先行者——言访内燃机行业专家、中国工程院院士苏万华

正苏万华:中国工程院院士,教授,博导,国务院学位委员会学科评议组成员,中国内燃机学会常务理事,中国内燃机学会燃烧、节能、净化分会主任。被国家科技部聘任为国家"973"重点基础研究规划项目首席科学家。主要从事内燃机燃烧及燃烧控制技术的研究,柴油机高压共轨式电控燃油系统的开发研究,先进柴油机开发     

均质充量压缩燃烧发动机的特点与研究现状

HCCI燃烧(Homogeneous Charge Compression Ignition)是一种新的发动机燃烧技术.HCCI燃烧技术不同于以往的传统燃烧方式,其燃烧效率高,NOx和碳烟排放低的特点使其成为国内外内燃机界的研究热点,被认为是解决当今内燃机排放问题的极具潜力的燃烧技术之一.介绍了HCCI燃烧的特点及其优势,阐述了HCCI实现高效低排放的机理,并对目前国内外HCCI燃烧研究的两个关键技术问题的解决提出了一些建议.     

含湿氢氧掺混燃烧过程的三维数值模拟

通过三维数值模拟研究含湿氢氧燃烧和冷却水喷雾掺混蒸发过程,采用k-ε湍流模型及EBU湍流燃烧模型进行气相各物理场计算,利用离散相模型计算冷却水喷雾液滴蒸发过程,基于上述模型对燃烧器中掺混燃烧过程进行三维仿真计算。经过计算,得到燃烧器中各物理量分布和冷却水液滴运动蒸发过程。针对不同的入口含湿工况和冷却水掺混工况进行仿真计算,得到各参数对燃烧火焰结构和流场的影响。     

均质充量压缩燃烧发动机的特点与研究现状

HCCI燃烧(Homogeneous Charge Compression Ignition)是一种新的发动机燃烧技术。HCCI燃烧技术不同于以往的传统燃烧方式，其燃烧效率高，NOx和碳烟排放低的特点使其成为国内外内燃机界的研究热点，被认为是解决当今内燃机排放问题的极具潜力的燃烧技术之一。介绍了HCCI燃烧的特点及其优势，阐述了HCCI实现高效低排放的机理，并对目前国内外HCCI燃烧研究的两个关键技术问题的解决提出了一些建议。     

内燃机燃烧产物平衡浓度计算模型的研究

提出了考虑19种成分的新的内燃机燃烧产物平衡浓度计算模型,该模型充分考虑了多种燃烧产物以及它们之间的相互反应,经验证,该模型正确、可行.     

基于P-φ示功图的柴油机燃烧分析仪

介绍作者研制的燃烧分析仪的构成和功能的实现,包括高速、准确地实时采集内燃机相关数据,数据后处理生成P-φ示功图,以P-φ示功图计算缸内压力升高率、燃料燃烧放热率、缸内平均温度等,为提供内燃机燃烧研究的新工具。     

内燃机燃烧产物平衡浓度计算模型的研究

提出了考虑１９种成分的新的内燃机燃烧产物平衡浓度计算模型,该模型充分考虑了多种燃烧产物以及它们之间的相互反应,经验证,该模型正确、可行。     

基于共振弦检测技术的舰船内燃机状态监测研究

内燃机是内燃动力舰船的心脏,它的运行是否正常直接关系到舰船战技术性能的发挥.文章介绍了共振弦检测技术的基本原理及其在舰船内燃机燃烧状态监测中的应用.应用共振弦检测技术对准确监测内燃机相关系统的运行状态,提高内燃机状态监测能力,保证舰船动力系统处于最佳及安全的运行状态,提高舰船在航率具有重要意义.     

船用大缸径柴油机燃烧系统的仿真研究与工程化应用

伴随着排放法规的不断升级,大缸径船用柴油机面临经济性和排放性升级的双重考验,因而对其油气混合过程和燃烧系统匹配优化的需求更加紧迫。文章采用仿真研究的方式,建立某200缸径船用柴油机的燃烧系统三维模型,研究其喷油规律、喷油器流量、夹角及燃烧室形状等参数对燃烧性能的影响,并以此为基础提出改进方案。实验结果表明,仿真优化方案实现了油耗原机基础上降低4.6%、烟度降低53%,极大地改善了产品性能。     

喷孔位置对船用天然气发动机燃烧及排放影响的模拟研究

为了探究天然气与柴油喷孔位置对天然气发动机燃烧和排放的影响,基于L23/30天然气发动机,建立了柴油引燃天然气的发动机模型,利用CONVERGE软件对燃烧过程和排放进行模拟分析。模拟结果表明：由于天然气与柴油喷孔位置变化的影响,会导致柴油引燃天然气在空间的变化,因此对发动机的燃烧和排放造成了影响,通过对比不同喷嘴间的距离和不同喷嘴分布的设计方案得出,采用中心对称设计时获得了较好的燃烧和排放性能。     

掺烧不同比例二甲醚柴油机燃烧与排放特性的影响

为研究不同比例的二甲醚/柴油混合燃料的燃烧性能与排放特性的研究，以4190ZLC-2型船用中速柴油机为原型机，运用AVL_FIRE仿真软件构建燃烧室高压循环模型，首先通过仿真数据与台架试验的缸压曲线进行对比，验证模型的准确性。研究结果表明：经过双喷油孔的二甲醚（DME）进入缸内后，呈现明显的燃烧阶段DME低温燃烧和柴油扩散燃烧；随着DME的掺烧比例的增大，缸内压力和温度峰值有增大的趋势，对应的相位有所提前；在100%负荷工况下NOX排放最终呈现先减小后增大；在CO和碳烟排放中呈现显著降低趋势。在反应过程中掺烧DME缩短了滞燃期和燃烧持续时期，混合质量较柴油好，DME和柴油混合后有良好的雾化特性，为后期的DME研究提供参考。     

基于AVL BOOST的船用柴油机典型故障仿真及其数据分析

[目的]大型船用柴油机故障类型的数据通过台架试验或者实船来获取存在许多不利因素,因此针对柴油机的故障仿真数值计算就显得尤为重要,同时对故障排除及数据驱动的智能故障诊断系统的构建也具有重要意义。[方法]基于AVL BOOST软件和台架试验数据,建立柴油机仿真模型,验证4种负荷工况下仿真模型需满足的精度要求;基于100%负荷工况模型,采用控制变量法模拟柴油机发火点提前、单缸停油及曲轴箱窜气这些典型故障,并分析计算得到的数据。[结果]结果表明:发火点提前5°时,缸内最高燃烧压力提高了17.4%;第1缸停缸后,有效油耗率上升近15%;对于不同气缸停油情况,第2号和3号气缸停油时的特征参数变化幅度较小;随着活塞有效窜气间隙的增加,各特征参数基本上呈线性扩大趋势,在窜气间隙值为0.04 mm时,部分特征参数急剧增加,例如油耗率增加了近40%。[结论]所得结果可作为柴油机故障状态识别及智能故障诊断系统构建的重要依据,为探索船舶柴油机智能故障诊断技术提供新的途径。     

超高压喷射条件下非常态燃油的缸内燃烧排放特性研究

以改善大功率柴油机的燃烧与排放性能为目标,创新性地提出180 MPa 以上的超高燃油喷射压力。建立包括进气道和燃烧室在内的三维几何模型,利用 AVL FIRE 软件对仿真模型进行动网格划分,将燃油喷射系统的喷嘴内流场计算结果作为边界条件对燃烧过程进行仿真计算,分析燃油物性参数的变化以及喷嘴参数对柴油机燃烧排放性能的影响。结果表明：当燃油的物性参数发生变化之后,喷孔内部空化效应的增强有助于油束获得良好的初始破碎状态,雾化效果好,缸内燃烧过程进行得更加充分;当喷孔直径增大时,油滴初始湍动能增强,运动发展范围较大,喷油持续期短,后期排放物浓度小;随着喷射夹角增大,缸内燃油与空气混合得更加均匀,燃烧性能进一步提高。     

高原环境对D683ZLCA9B柴油机性能影响的数值模拟

该文建立了D683ZLCA9B柴油机燃烧模型,应用STAR-CD软件分别对平原环境和4250米下缸内的燃烧过程进行了数值模拟研究。平原环境下,计算结果与试验结果吻合较好。高原环境下,得出不同负荷对柴油机性能的影响情况。该研究可为设计或改进高原地区使用的柴油机提供参考。     

基于神经网络的柴油机混合建模方法研究

针对柴油机性能仿真中的建模问题,分析不同建模方法的特点,提出机理和神经网络相结合的混合建模方法,采用神经网络在线补偿机理模型的误差,提高模型精度,并能够适应柴油机的时变特性。以6PA6型涡轮增压柴油机为例,在Matlab环境下建立机理-神经网络混合模型。仿真分析得出混合建模的一些结论。     

增压柴油机推进系统仿真研究

首先建立了增压柴油机一系列平衡点的综合函数,它综合有关部件的静态特性,经过离线的迭代运算,事先求得;然后建立发动机本体、涡轮增压器、调速器及船桨运动微分方程;在Matlab Simulink下建立增压柴油机准稳态非线性仿真模型,研究静态平衡条件受到破坏时,具有代表意义参数的动态过程.仿真结果表明,准稳态非线性的建模方法符合大扰动下仿真的实时性和精度.     

可变截面涡轮增压瞬态性能仿真研究

为研究可变截面涡轮喷嘴开度对发动机的性能影响,建立GT-power和MATLB/Simulink联合仿真模型。采用GT-power软件建立的TBD234V12可变截面涡轮增压柴油机仿真模型研究发动机稳态性能,联合MATLB/Simulink软件建立的可变截面涡轮增压柴油机控制模型,对发动机瞬态性能进行仿真计算。结果表明:在发动机瞬态工况下,可变截面涡轮增压系统可以明显改善常规增压柴油机的动力性、经济性和动态响应特性,并且有效降低增压柴油机的时滞性,涡轮迟滞时间的降幅约为30%。     

大型低速二冲程船用柴油机建模及仿真

以6S60MC船用柴油机为仿真对象,融合传统柴油机的准稳态模型和容积法模型建模优点,详细介绍了大型低速二冲程船用柴油机动态过程实时仿真的平均值模型及建模方法.仿真结果表明,该模型具有较好的准确性和动态特性,可用于柴油机优化控制算法的设计、分析及仿真.