D 形排气管在增压发动机中的应用

本文介绍“D”形排气管的设计、试验和在增压发动机中的应用结果。“D”形排气管使发动机排气系统流通能力、横截面上气体流场分布的均匀度都有明显的提高,从而使发动机的经济性和热负荷都获得改善。这种排气管已在实际的发动机中长期使用。“D”形排气管不仅使发动机的性能获得改善,而且增加了气缸盖和排气管之间的空间,使排气管装拆方便。这对结构紧凑的发动机尤为重要。可以说,这是一个意外的附加收获。     

某船用中速柴油机电控化改造前后性能对比分析

文中对某船用中速柴油机燃油喷射系统电控化改造前后的经济性能及排放性能进行了试验对比分析。结果表明,改造后的柴油机由于喷油压力大幅提高,喷孔直径减小,采用电控喷油定时,燃烧性能得以改善,经济性和排放性总体上有一定程度提高,但在高转速和负荷区域没有明显改善。有待于进一步开展燃烧室和进排气系统改造,实现该机电控化改造的整体优化匹配。     

JC型磁化节油器在船舶动力装置上的应用

本文论述了JC型磁化节油器在船舶动力装置上应用的可行性及其对船舶动力性能与经济性的影响。试验表明,燃油磁化后将使燃油雾化改善、燃烧充分,从而提高发动机的热效率,降低燃油消耗。与此同时,发动机输出功率及扭矩亦相应增加。对发动机排气检测的结果表明,排气中CO、NOx及HC的含量明显减少。     

柴油机使用柴油/甲醇双燃料降低排放的试验研究

在4100AD柴油机上采用组合燃烧方式,即低负荷时发动机仅燃用柴油,中等以上负荷燃用柴油与预混甲醇,对发动机排放性能进行试验研究.试验表明,在额定转速下,喷醇发动机与原柴油机相比,NOx和碳烟排放大为改善,而THC排放有所增加,低负荷工况对CO排放有一定改善.     

船用抗性排气熄火消声器的声学特性

采用Actran Vibroacoustic振动声学软件为消声器创建有限元仿真模型,以排气噪声的实际测量声压值作为输入激励,更准确地仿真排气消声的声学特性,并分析排气流速、温度对噪声衰减的影响,阐述气流速度、温度和声源类型对消声器消声性能和压力损失的影响。依据仿真模拟结果获取排气消声器内部的主要声共振频率,分析比较不同几何参数消声器的声压值和插入损失,进一步优化消声器的几何参数及方案。通过试验测量来评估验证排气消声器的消声性能。研究表明：这种抗性排气熄火消声器可有效减小发动机的噪声排放,降低油耗,提高船舶的行驶安全,其分析方法及验证方法稳健可靠。     

压力自适应活塞对天然气-柴油双燃料发动机的影响

为改善天然气-柴油双燃料发动机的动力性能和抑制爆震,研究压力自适应活塞(PSAP)技术.基于遗传算法对碟簧进行优化设计,并在MATLAB/Simulink中建立发动机数值模型.结果 表明,活塞位移主要集中在燃烧行程,预紧力是影响活塞性能的重要因素;PSAP机型在25％、50％和75％负荷下的循环动力过程功相比原机分别增大61 J、88 J和148 J,动力性能有所改善;PSAP机型在90％和100％负荷下的最大压升率相比原机分别下降0.32 MPz/(°)和0.31 MPa/(°),工作粗暴程度和爆震趋势有所减弱.     

两相流排气压力脉动的实验研究分析

本文对特种发动机一摆盘式发动机排气管内气液相流脉动状态进行了实验研究，概述了其实验过程，并对试验结果，典型图谱作了分析。其中，着重讨论了摆盘机排气系统的特点，冷却水对排气状态的影响，以及排气压力脉动与发动机振动和水下排气噪声的关系。     

二甲醚发动机缸内燃烧过程的三维数值模拟

通过扩展标准版KIVA-3V燃料库,使其具有液态DME燃烧过程的计算能力。用扩展程序对改装后的二甲醚发动机的缸内工作过程进行了三维数值模拟,得到了缸内气体流动、平均性能曲线及温度、压力场等大量实时数据信息。经过与原柴油机工作情况的对比分析表明:二甲醚作为发动机燃料可以减轻零部件负荷,降低噪音,减少排放。     

国外科技

181 船用动力涡轮发电机 Marine PowerTurbine Generator现代化高效率的 BBC VTR..4E 型涡轮增压器达到高于柴油机增压所需的效率。因此,可转移一些排出废气,用于 BBC动力涡轮发出附加电力。不需把大量的机械负荷强加于发动机。可获得较高的有用功率,而联合装置的燃油耗得到改善。此外,当柴油机在部分负荷时断开动力涡轮的情况下运行时,发动机的性能得到显著改善。     

船用LNG发动机掺烧模拟废气-燃料重整气缸内燃烧过程仿真

为研究废气燃料重整再循环技术(REGR)对船用LNG发动机性能的影响,搭建试验台架,进行性能测试;运用AVL-fire软件建立发动机燃烧室仿真模型,并依据试验数据验证仿真模型的准确性。基于该模型进行各负荷下不同废气再循环系统(EGR)率及在确定的EGR率下掺烧不同比例模拟重整气的仿真计算,并以75%负荷下的工况为例进行详细分析。计算结果表明,随着EGR率的升高,缸内平均压力和平均温度的峰值下降,燃烧过程整体后移,燃烧持续期增加,发动机的指示功率和NO比排放下降,指示燃油消耗率增加;掺混重整气比例增加,缸内平均压力和温度峰值升高,燃烧持续期缩短,指示功率和NO比排放升高,在重整气掺混率升高到一定程度时,指示燃油消耗率明显下降。综合分析发现,使用REGR技术可在不牺牲发动机的动力性和经济性的前提下降低液化天然气(LNG)发动机的NO比排放。     

特种发动机排气放空消声器设计及性能分析

分析了某特种发动机的排气噪声特性,指出其频谱形状是以低频和高频为主的马鞍形,提出有效的解决措施是安装排气放空消声器。综合运用节流降压、扩张室膨胀、导流、吸声和小孔喷注排气的原理,为该特种发动机设计了一个排气放空消声器。计算结果表明:该消声器能显著地降低发动机排气口的气流速度和空气动力性噪声,在宽频段内具有良好的消声性能。     

新颖Alpha28／32A型船用主机

曼恩B&W28/32中速船用主机的A型机,目前已采用,改善燃油消耗率5％。该机的主要技术参数如下:发动机转速750转/分、单缸功率220千瓦、平均有效压力17.9巴、最大燃烧压力145巴、废气的排气温度315℃、燃油消耗率为140克/马力小时。     

高排气背压柴油机配气相位优化仿真及试验研究

搭建某16 V增压柴油机的一维仿真GT-power模型,并通过试验数据对模型进行标定。分别对柴油机在高排气背压下工作时,进气早开角、进气晚关角、排气早开角和排气晚关角对柴油机性能的影响进行了计算和分析,并且借助多学科设计优化软件Isight,采用改进的非支配排序遗传算法对配气相位进行了多目标优化。最后在寻优结果的基础上,进行试验研究。结果表明高排气背压下工作的柴油机,配气相位优化的主要方向是通过减小进气早开角和排气晚关角以减小气门叠开角,从而减小高排气压力对缸内废气倒灌以及进气道倒灌的影响;在降低涡前排温的同时,由于充气效率的降低,会导致柴油机的燃油消耗率升高;通过多目标优化对配气相位优化后,涡前排温降低了10.9℃,有效地改善了柴油机在高排气背压下的热负荷问题。     

弹药舱内发动机意外点火泄压排气的数值模拟

采用CFD方法对弹药舱中固体火箭发动机意外点火后的燃气流场进行数值模拟,分析意外点火的发动机质量流量、弹药舱排气面积等因素对舰船弹药舱内压力场、温度场变化规律以及泄压排气口附近气体流量和温度的影响,揭示了导弹意外点火后,弹药舱泄压排气过程中舱室压力温度变化规律,为弹药舱的排气装置的设计提供设计参考。     

柴油机排气噪声产生的机理及降噪方法

在各种型式的发动机中，柴油机使用的最多，用途最广，其噪声污染也是较为严重的。柴油机排气系统中的空气动力性噪声通常是主要的噪声源，排气噪声源于排气系统内的不稳定流动。降低排气噪声的最有效方法不是设计安装一个高效，低阻力的排气消声器，而是探求一种能有效实现消声器及排气消声系统声性能分析的理论模拟方法。     

关于确定二冲程发动机扫气-排气系统内压力差的问题

为着使内燃机现代化,一般需要把它强化——提高它的转数或者加以增压。在第一种情况下,为着确定发动机现代化后的一系列参数,必须找出新的扫气压力,而这压力是扫气-排气系统内的背压力及扫气机构的特性的函数。     

进排气损失对某型燃气轮机性能的影响

在燃气轮机装置的流路中有许多管路,当燃气流过这些管道时将产生流体阻力损失,从而影响装置的性能。在变工况工作时,由于流路中的流量、温度、压力及流速的变化,流阻损失也将发生变化,流阻损失表现为进、排气总压损失。此外随着燃气轮机在舰船上使用时间的增长,空气中盐分对燃气轮机的进气滤清装置产生腐蚀、结垢等因素会造成进、排气压力的损失。本文将对进、排气道的压力损失对燃气轮机整体性能影响进行研究。     

船用LNG动力发动机部分关键技术

为研究国内外液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)动力发动机的技术差异,列表总结国内外LNG发动机的技术现状,并对空燃比、动态特性及点火技术等因素对其动力性、经济性和尾气排放的影响进行分析。结果表明:影响NO_x生成的主要因素有工作循环方式、空燃比、引燃油量和负荷等;提高空燃比可改善发动机的热效率及NO_x排放,但会影响其动力性和THC排放;点火技术影响空燃比,点火能量升高或柴油微引燃可拓宽稀燃界限,且点火或喷油提前角增加,缸内最高压力、温度和NO_x排放增加,THC和CO减小;采用可变截面涡轮增压技术可改善发动机的动态响应、经济性和尾气排放;双燃料模式与纯柴油模式相比,HC和CO排放增加,NO_x和PM排放减少。     

高速柴油机燃用重油高压油管压力分析

为研究使用不同燃油时高压油管压力波特性,在一台船用高速柴油机上开展了燃用轻油(0#柴油)和重油(180 mm2/s、50℃)的负荷特性试验,实测燃用重油、柴油时泵端与嘴端的压力,试验结果表明,重油不仅压力峰值明显增高,而且油压建立的速度在高负荷时也较快,两种燃油油压下泄速度各负荷时均相同;重油在中、低负荷时残压高,压力升起起点晚;高负荷时重油产生的高压力仅能改善燃烧性能,中、低负荷下则既有利于燃烧,也有助于着火。     

排气角度对航行体表面等压气膜演化机制及流动特性影响研究

等压排气是一种可有效改善航行体绕流流场特性、抑制纵向偏转的流动控制技术。文章数值模拟了带等压排气的航行体水下垂直运动过程,给出了不同排气角度时的排气流量及速度、气膜长度等参数变化规律,分析了排气角度对等压气膜非定常发展过程及航行体绕流流场特性的影响,建立了排气孔附近及其下游流场、气膜尾部回射流场的拓扑结构,探讨了等压气膜的形态特征、演化规律及其降低航行体表面压力的机制,研究结果有助于深入理解等压排气技术改善航行体流体动力学特性的物理本质。