8170型柴油机应用可变几何排气管增压系统的计算研究

为了实现8缸柴油机高低负荷兼顾,提出新的可变几何排气管增压系统,通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换。对可变几何排气管增压系统进行稳态和瞬态计算研究。稳态计算结果表明,与原机MPC增压系统相比,在25%、50%、75%和100%负荷时,可变几何排气管增压系统的平均扫气系数均大于MPC系统的平均扫气系数,油耗均小于MPC增压系统的油耗。瞬态计算结果表明,可控阀门关闭以后,压气机后进气压力增加的程度较大。     

相继增压系统对改善船用直列八缸发动机性能的试验研究

随着大型柴油发动机经济性和排放要求的不断提升,以及对发动机稳态、瞬态特性要求的不断提高,传统的涡轮增压系统已无法满足船用发动机全工况性能的要求。为了提高产品竞争力和适配性,针对某8缸直列船用柴油发动机开发了带有定压排气管的相继增压系统,并进行了发动机台架试验研究。结果表明：发动机中、低转速时,相继增压系统使发动机比油耗可以下降5%-10%,排气温度降低30%-45%,烟度下降55%-60%；最大扭矩可以提升15.1%-36.4%；发动机最大扭矩转速工况突加突卸响应性提升约28%-29%；相继增压系统中定压排气管的设计使得发动机高工况性能也有所提升,从而实现发动机全工况性能的提升。     

柴油机相继增压故障切换过程的瞬态仿真

建立了相继增压柴油机一维非定常流动的仿真程序,针对某船用相继增压柴油机空气阀和燃气阀异常开闭时的切换过程进行了多组模拟计算,并把计算与试验结果进行了对比,符合较好。结果表明:空气阀和燃气阀同时打开时将使受控涡轮增压器压气机进入喘振区;燃气阀打开而空气阀延迟6 s以上打开时容易使得基本涡轮增压器压气机进入喘振区;燃气阀打开而空气阀打不开时将导致停机,两阀之间的定时对切换过程有很大的影响。     

船舶柴油机排气阀自动互研装置的设计与性能分析

为消除大型船舶柴油机排气阀工作时接触面上产生的变形、麻点、凹坑、烧蚀和剥落等缺陷,保证排气阀的密封性,必须定期对排气阀的阀盘和阀座进行研磨。根据大型船舶柴油机排气阀的互研原理,设计一种由控制电路和气动系统组成的电-气式排气阀自动互研装置,通过阐述该装置的系统构成和控制原理确定零部件的选择要点,进而对零部件进行程序设计和机械加工,设计出新型排气阀自动互研装置。在采用该装置对自重为15 kg的排气阀进行试验时,发现时间设置间隔为1.5 s时研磨完成时间最短,效果最好,验证了该装置的可靠性和可应用性。     

6缸柴油机改用单排气总管的模拟计算与实验研究

某车用柴油机改型为船用，排气管相应地由风冷改成水冷。本文对原机进行了模拟计算和实验校核。在此基础上，对改用水冷单排气总管的机型进行模拟计算，对排气管结构，进、排气阀正时对柴油机运行的影响进行了分析。实验研究表明：采用单排气总管增压系统，新的机型能够满足功率要求，在低工况下燃油经济也较好。     

旁通增压系统动态性能研究

用数值模拟方法对旁通增压系统的动态性能作了研究，着重考察了旁通阀以不同规律启闭时增压系统各主要参数的响应情况，探讨了当柴油机负荷突变时由于旁通阀响应滞后而可能出现的问题。本文的研究助于揭示该增压系统的动态特性，为柴油机的优化控制系统设计提供了依据。     

二冲程主柴油机增压系统的运行规律

为了研究运行因素对现代低速主柴油机增压系统工作的影响，以喘振为切入点，对其热力过程模拟计算结果进行分析，由此得到若干重要的结论。这些结论也为建立增压系统故障诊断软件提供了依据。     

G32系列柴油机研制

G32系列柴油机是广州柴油机厂新开发的船用中速大功率柴油机,新产品的研制工作采用产学研联合,由广州柴油机厂和七一一研究所以厂所合作的方式进行。G32柴油机的平均有效压力Pe=2.30MPa,倒挂主轴承结构,三段式船用大端连杆,厚壁气缸套。高效率脉冲增压系统,等压燃烧,排放机内控制,安全监测系统对主轴承温度等重要参数进行实时监控。     

大功率16缸柴油机采用相继涡轮增压系统的模拟计算与研究

作者新近开发了内燃机进排气系统一维非定常流动高精度计算模型有限体积法变差减少（Finite Volume Method-Total Variable Diminish,简称FVM－TVD）程序，为了适应对某16缺大功率柴机采用相继涡轮增压系统进行模拟计算与研究的需要，在FVM－TVD程序的基础上，加入了相继增压系统，进排气旁通系统及高工况放进气系统的计算程序，利用此新编制的程序对该柴油机进行了模拟计算，其计算结果对该机何时启用相继增压系统，进排气旁通系统或高工况放进气系统提供了初步的预测，并对其控制策略进行了讨论。     

船用发电柴油机排气阀三维稳态温度场分析

分析某船用发电柴油机排气阀的工作环境及失效机理,建立柴油机排气阀的传热边界条件,结合ANSYS有限元分析软件,得出了排气门工作时的稳态温度场分布,为相关故障诊断提供参考依据。     

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。     

相继增压对某型柴油机性能影响及喷油参数再优化

对某采用相继增压与可控进气涡流复合系统的柴油机建立了缸内仿真模型,分别对可控进气涡流系统和相继增压与可控进气涡流复合系统的燃烧过程进行仿真计算,结果表明,在低工况下后者排气中NOX、Soot的质量分数分别降低了54%和86.1%。并对相继增压与可控进气涡流复合系统柴油机喷油提前角、喷雾锥角进行了再优化仿真计算,结果表明,优化后喷油提前角为20°CA,喷雾锥角为155°。     

船用柴油机相继增压气动蝶阀切换时间研究

建立柴油机相继增压蝶阀气动控制系统的物理模型,并应用气压传动系统动力学理论建立蝶阀控制系统数学模型;然后利用MATLAB/Simulink编制的仿真程序对蝶阀转换过程进行仿真计算,结果得出了影响蝶阀切换时间的主要因素及影响规律;最后搭建了蝶阀气动控制系统的试验台,通过试验结果和仿真结果的对比,验证了仿真结果的可靠性;为深入了解蝶阀控制系统的特性提供了理论依据.     

船用柴油机双燃料系统设计及其特性

随着排放法规的日趋严苛和运输市场竞争日益激烈，为降低航运业运营成本、保护环境，船舶发动机燃油系统不断被改进，双燃料发动机以其污染更少、燃料价格较低， 成为研究热点。本文介绍了一种新的船用柴油天然气双燃料系统，并为系统设计了性能可靠控气精准的组合喷射阀。为了提高系统适应性，设计了通过T-S模糊控制算法处理油耗和转速信息得出系统的天然气喷入量的控制系统，不安装限油装置，最大限度地利用了原柴油机的控制系统，通过发动机自身调节机构对引燃柴油量调节，安装简单方便。在台架实验中，双燃料发动机的替代率随着转速的升高逐渐增大，在额定转速（负荷）点工作时，替代率达到了73%，费用节省率达到了31%，运行可靠稳定。     

大功率高增压柴油机MIXPC-Scaby增压系统的研究

提出了一种适用于大功率四冲程高增压柴油机的混合式脉冲转换与扫气旁通相结合的涡轮增压系统,简称MIXPC-Scaby系统,该系统可以克服扫气干扰、降低燃油消耗率和改善低工况性能及加速加载性能,由于缸内实现低速循环,还可以降低最大爆发压力和NOx排放。     

采用相继增压技术的柴油机低工况性能研究

柴油机作为船用主机需满足全工况工作的性能要求,为了改善其低工况性能,对柴油机进行了相继增压系统的改造,达到了体积小、结构简单、易于维修、可靠性高的设计目的。在此基础上进行了相继增压柴油机的计算,确定了相继增压的切换点,并对改造后的柴油机进行了螺旋桨特性、限制特性、万有特性的试验研究,分析了柴油机1TC工况与2TC工况不同特性的动力性能与经济性能。     

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%。     

二次进气预膨胀涡轮增压系统

文中介绍了二次进气预膨胀涡轮增压系统，该系统能降低燃油消耗率、机械负荷和热负荷，曾在6PA6L280柴油机上进行了性能模拟及试验研究，试验结果与理论预测很一致。若涡轮增压器总效率大于65％时，该系统能回收剩余废气功而不用动力涡轮，在结构上也大大简化，可减少不用动力涡轮系统的附加投资。为了验证这一特性，对6MANL58／64柴油机进行了模拟计算，与一般增压系统比较，结果令人鼓舞。     

涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态特性仿真与试验研究

基于管内一维非定常流动和缸内容积法,搭建了废气涡轮增压柴油机仿真平台,其中包括气缸模型、进排气管路模型、涡轮增压模型、中冷器模型及喷油控制模型。进行了脉冲负载下废气涡轮增压柴油机瞬态工作过程模拟计算,结果显示,仿真值与试验数据有较好的一致性。同时,得到了涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态工作特性,并提出了一些脉冲负载下改进涡轮增压器和柴油机匹配的措施。     

Fault diagnosis of marine diesel engine intake and exhaust system based on dynamic feature fusion北大核心CSCD

[目的]船舶系统由多设备的复杂机构组成,各组件参数具有动态性和非线性的特点,所以故障诊断过程复杂。为提高诊断效率,提出一种动态特征融合方法。[方法]利用分形理论、动态理论及核主元分析(KPCA)法对系统状态数据进行重构、映射及筛选,得到主元特征数据矩阵,求得平方预测误差(SPE)及相应的控制限,构建出基于船舶柴油机进排气系统健康数据的离线监测模型,利用该模型对系统进行故障诊断分析。为验证模型的有效性,选取某船舶柴油机进排气系统的故障数据进行验证分析。[结果]结果表明,动态特征融合分析方法可有效实现对系统动态非线性状态数据的精确分析,实现对系统故障的高效分析和诊断。与KPCA及支持向量机(SVM)方法相比,所提方法具有更好的故障诊断性能。[结论]该方法可实现船舶柴油机进排气系统故障的检测和诊断,提升系统运行的可靠性和安全性。