基于BOOST船用柴油机热工故障仿真研究

利用BOOST仿真软件,建立电控化改造后的4190型柴油机工作过程数学模型。该模型的燃烧放热模块采用MCC燃烧模型,传热模块选用Woschni 1978模型,并用该电控柴油机试验数据验证模型的可靠性。结果表明,仿真计算与实验值误差均在2%以内。在此基础上,结合中速电控柴油机的特点,对柴油机在额定工况下喷油定时故障、喷油器喷孔磨损、单缸停油、中冷器效率下降、压气机效率下降及排气阀关闭定时故障进行仿真计算,探索电控柴油机性能指标与热工参数对不同故障的变化规律,从而为船用中速电控柴油机故障监测、诊断提供可行的依据。     

喷油器喷孔直径对船舶柴油机燃烧性能的影响

研究船舶柴油机喷油器的雾化特性对提高船舶柴油机热效率、减少燃油消耗率和有害物排放、预防机械故障有着重要的意义。以4190ZL型船用中速柴油机为例,利用CFD软件FIRE对其喷油器在不同喷孔直径下的喷射雾化和燃烧过程进行数值模拟,得到燃油雾化特性和燃烧过程的数据,并分析其对柴油机NOx和碳烟排放的影响。结果显示采用孔径为0.3 mm的喷油器,柴油机排放特性最佳,为船舶柴油机喷油器设计、故障诊断与选用提供参考。     

基于SPA的船用柴油机热工故障诊断研究

船用柴油机热工参数蕴含着大量的故障信息,外界干扰小,诊断范围广,具有很好的诊断价值。本文将集对分析应用到柴油机热工故障诊断当中,介绍了集对分析(SPA)的基本理论,在此基础上,建立了基于SPA的柴油机热工故障诊断模型。再利用4190型船用中速柴油机AVL BOOST工作过程仿真模型,进行故障仿真计算,提取了13类热工参数进行分析,获取了基准故障集和待检工作状态集,验证了模型的准确性;同时证明了集对分析在柴油机故障诊断中的可行性,为柴油机故障监测和诊断提供了新方法。     

4190Z_LC船用柴油机工作过程仿真与整机性能优化研究

利用AVL BOOST软件建立了4190ZLC船用四冲程柴油机的仿真模型,并对柴油机进行了额定工况下的实验;通过对比仿真计算和实验结果,验证了仿真模型的正确性。利用建立的AVL BOOST仿真模型,研究了压缩比、燃烧起始角和配气相位对柴油机性能的影响;针对柴油机的输出功率,以气缸内最高爆发压力为约束条件、以油耗为优化目标,进行柴油机的优化计算,结果表明:优化后柴油机的性能有一定的提高。     

环境温度对船舶主机涡轮增压器特性的影响研究

了解环境温度对涡轮增压器的影响,采取何种措施保证柴油机安全可靠地运行,同时又满足使用要求,这是柴油机制造者及用户历来关心的问题。本文以6210ZLC-3型船用主柴油机(配VTR201-2N型废气涡轮增压器)为例,用软件模拟计算环境条件的变化对船用柴油机及其涡轮增压器特性的影响。提出了非设计工况下增压系统的管理对策。     

船用高速柴油机多台增压器相继增压计算分析

介绍了多台增压器相继增压系统的工作原理及系统组成,并建立了某船用V型高速柴油机采用四台增压器相继增压的计算模型.计算结果表明,采用多台增压器进行相继增压可以明显地改善柴油机低工况性能,有效地扩大柴油机作为船用主机的低工况运行范围.     

运行参数对双燃料船用柴油机燃烧和排放性能的影响

为研究运行参数对天然气-柴油双燃料船用发动机燃烧和排放的影响,运用AVL_FIRE仿真软件基于4190Z_LC-2型船用中速柴油机,构建燃烧室高压循环模型。通过将仿真数据和台架试验得到的缸压曲线进行对比,验证模型的准确性。采用模型仿真,研究运行参数对燃烧和排放性能的影响。结果表明:天然气替代率可以明显改善NO的排放,过高的替代率会降低指示功率,损失部分动力性;提高进气温度可改善燃烧质量,合适的进气温度可以改善动力性和经济性;提高进气压力有增压效果,适当提高进气压力可获得较好的动力性和排放性;喷油提前角的增大,会延长滞燃期,缩短后燃期,而合适的喷油提前角可以避免工作粗暴,改善柴油机动力性。     

船用V型高速柴油机相继增压计算分析

建立了某船用V型柴油机采用两台增压器相继增压的计算模型,为验证计算模型、程序和所选参数的正确性,对常规增压进行了计算,计算与试验结果基本一致.对两台增压器相继增压进行计算分析的结果表明,采用相继增压可明显改善该型机低工况性能,扩大了该机作为船用主机的运行范围.     

船用中速柴油机电子调速系统硬件在环仿真试验平台研制

以某型船用中速柴油机电子调速系统为对象,研制船用中速柴油机电子调速系统硬件在环仿真试验平台,主要包括电子调速系统执行机构试验台的搭建,柴油机实时仿真模型的建立,电子调速系统控制策略快速控制原型的实现。。利用硬件在环仿真试验平台进行调速器执行机构动态特性分析、电子调速系统起动与调速等功能验证,试验结果表明硬件在环仿真试验为研究电子调速系统控制策略和测试执行机构特性提供了良好的试验研究条件。     

6L21/31型船用中速柴油机动力学仿真及曲轴应力分析

针对个别6L21/31型船用中速柴油机曲轴某些部位出现裂纹的情况,基于虚拟样机技术建立该型柴油机曲柄-连杆机构的多刚体虚拟样机模型,对该型柴油机进行动力学特性分析。借助有限元软件对曲轴进行柔性化处理,建立该型柴油机曲柄-连杆机构刚-柔混合的样机模型,完成了曲轴动应力分析,获得了曲轴的最大应力值及位置,为曲轴的改进优化提供依据。