基于燃油计量阀的高压油泵动态特性仿真分析

以某型基于燃油计量阀的高压油泵为研究对象,在介绍其工作原理的基础上,利用AMESim软件建立高压油泵及共轨管的仿真模型,并通过高压油泵性能试验验证仿真模型的准确性,最后利用模型分析燃油计量阀控制信号的频率和占空比以及驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响.结果表明:燃油计量阀控制信号的频率对高压油泵动态特性的影响较小,而燃油计量阀控制信号的占空比和驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响较大.随着燃油计量阀控制信号占空比的减小以及驱动轴转速的增大,高压油泵输出高压燃油的响应加快,泵油能力增强.     

船用低速柴油机燃油系统喷油特性的改进

船用低速柴油机双阀电控燃油系统的实测结果表明，系统喷油压力峰值偏高，且波动幅度较大。为解决这一现象带来的不利影响，搭建了系统的AMESim仿真模型，并在循环喷油量和喷油压力两方面验证了模型的准确性。基于验证后的模型，针对系统的喷油特性开展了结构改进设计。结果表明，当高压油管直径为8mm，增压控制阀流通能力为80L/min时，在轨压为26MPa、28MPa以及30MPa的工况下，系统喷油压力波动幅度分别从88.71MPa、91.01MPa、93.45MPa降低到了14.72MPa、14.52MPa和14.31MPa，同时，不同工况下喷油规律曲线上的畸变均消失，且循环喷油量有所增加，系统喷油特性得到明显改善。     

An investigation of the performance of an electronic in-line pump system for diesel engines

WIT Electronic Fuel System Co., Ltd. has developed a new fuel injector, the Electronic In-line Pump （EIP） system, designed to meet China＇s diesel engine emission and fuel economy regulations. It can be used on marine diesel engines and commercial vehicle engines through different EIP systems. A numerical model of the EIP system was built in the AMESim environment for the purpose of creating a design tool for engine application and system optimization. The model was used to predict key injection characteristics under different operating conditions, such as injection pressure, injection rate, and injection duration. To validate these predictions, experimental tests were conducted under the conditions that were modeled. The results were quite encouraging and in agreement with model predictions. Additional experiments were conducted to study the injection characteristics of the EIP system. These results show that injection pressure and injection quantity are insensitive to injection timing variations, this is due to the design of the constant velocity cam profile. Finally, injection quantity and pressure vs. pulse width at different cam speeds are presented, an important injection characteristic for EIP system calibration.     

基于经济控制器模式的耙吸挖泥船疏浚性能分析

随着模糊控制技术及人工智能技术蓬勃发展,耙吸挖泥船趋向智能、高效、节能、降本。基于ECO模式下的新型耙吸挖泥船,针对TSC、EPC、AVC智能系统,研究ECO与MANUAL模式下耙吸挖泥船的疏浚性能。通过海上试验,对比两种模式下装舱时间、产量、燃油消耗量等指标和性能数据。结果表明,ECO模式下,人工成本降低,耙吸式挖泥船的产量稳定性得到显著提高,效率同比提升10%,油耗降低6%。     

回油阀调节式高压油泵本体裂穿故障分析

针对少见的回油阀调节式高压油泵本体裂穿故障,文章通过实例具体分析说明了高压油泵本体裂纹形成的可能原因,并对设备维护和日常运行管理提出了相应的预防建议。     

Variable geometry exhaust manifold turbocharging system for an 8-cylinder marine diesel engine

The variable geometry exhaust manifold (VGEM) turbocharging system can realize the switch between two charging modes by the switching valve, and it can give a good performance both at the high load operation and the low load operation. When the switching valve is closed during the low load or transient response operation, the VGEM turbocharging system works as a pulse turbocharging system. When the switching valve is opened during the high load operation, the VGEM turbocharging system works as a semi-constant pressure turbocharging system. This paper puts forward a newly designed VGEM turbocharging system for an 8-cylinder marine diesel engine. The original turbocharging system for this marine diesel engine is a modular pulse converter (MPC). The VGEM turbocharging system simulation model is modified based on the original MPC model; the difference between them is only the exhaust manifold model. The GT-POWER simulations on both steady state and transient state have been done. The results show that in all four loads of 25, 50, 75 and 100%, the average scavenging coefficient of the VGEM turbocharging system is greater than that of the original MPC turbocharging system, while the brake specific fuel consumption (BSFC) is less than that of the original MPC turbocharging system. In the 25% load case, the BSFC could be reduced by 15 g/kW h. The transient analysis shows that the performance of the VGEM turbocharging system is also better than the original.     

常规潜艇燃料电池AIP的方案设计

介绍了燃料电池AIP的发展概况、特点,分析了我国常规潜艇采用燃料电池AIP的可能性及必要性。在此基础上,对燃料电池常规潜艇AIP进行方案设计,利用海军部系数法计算并选取模块功率,确定了燃料电池耗氧率以及根据续航力计算需要的储氧量,分析了3种不同规格的燃料电池功率模块对水下性能如续航力、续航时间和巡航航速的影响。方案设计结果表明,燃料电池AIP系统在我国常规潜艇中具有可行性,且在水下续航力、巡航时间等性能上比一般常规潜艇优越。     

基于改进FMEA方法的船舶主机燃油喷射系统安全评估

为了增强船舶燃油喷射系统的可靠性,能够实现故障的事前维护保养管理,将模糊集理论与灰色关联决策应用在FMEA方法当中,把船舶主机燃油喷射系统作为研究对象,建立相应的模型,运用改进的FMEA进行分析,并与传统的方法进行比较,结果表明,运用改进FMEA方法所得到的结果与实际的故障模式相符,并且,与传统的FMEA相比,改进后方法更贴合实际的故障模式,因此较适用于船舶的安全评估。     

Voyage-based statistical fuel consumption models of ocean-going container ships in Korea

ABSTRACT

Accurately estimating fuel consumption of ships is crucial for shipping companies, port authorities, and environmental protection agencies. The bottom-up approach is becoming increasingly popular because it can estimate ship fuel consumption by accounting for ship activity conditions, such as changes in voyage speed, time, and distance; however, its use is still limited when estimating ship fuel consumption. Ship-specific information, such as the daily fuel consumption rate for main and auxiliary engines for every vessel, is expensive to gather, and generally not collected from private shipping companies. To address this research gap, we develop simplified and composite ship fuel consumption models for ocean-going container ships by size using a regression model. To estimate the fuel consumption models for container ships, we rely on ship activity data, including average speed and sailing time, distance, and actual fuel consumption for main and auxiliary engines. This information is obtained from a major container shipping company in Korea. We estimate and validate the parameters associated with fuel consumption for five different container ship sizes, all of which are smaller than the Post-Panamax container ship (15,000 TEU and above).     

飞机环控系统蝶形阀气动噪声特性及影响因素

为研究飞机环控系统管路蝶形阀气动噪声特性及影响因素,采用CFD软件与专业声学分析软件进行联合仿真,对气体流经阀门时的流场进行瞬态分析,将所得流场数据导入专业声学软件LMS Virtual.Lab,生成气动噪声声源,并建立气动噪声模型。分析结果表明:气体流过蝶形阀后产生较强烈的涡流扰动,导致管路和阀门壁面产生脉动压力,从而辐射气动噪声;蝶形阀气动噪声声压级频谱较宽,无明显主频率;阀门开度和气体流速会显著影响气动噪声声压级,在系统设计中应避免阀门长时间在低开度下工作。     

燃料电池混合动力系统的极小值控制策略

质子交换膜燃料电池和蓄电池构成的混合动力系统在UUV上有着广阔的应用前景。由于燃料电池自身的工作效率和循环寿命与其工作状态直接相关,因此协调2个能量单元之间的功率分配就成了混合动力系统在开发过程中的关键任务。为了利用能量分配使整个系统工况达到最优,一系列最优化控制理论在混合动力系统中得到应用,并发挥了重要作用。为了将系统的等效氢气消耗总量降到最低,本文重点介绍一种针对UUV混合动力系统的基于极小值原理的能量管理策略。相比之前的控制策略,本文方法能够将全局优化问题转化为局部优化问题,且无需全航程的功率信息作为先验知识。最后利用某小型UUV的典型功率负载曲线开展模拟计算,计算结果显示,从3种不同的初始值开始计算过程最终都能收敛至最优解的某个邻域内,说明提出的控制算法具有很好的鲁棒性,能够在UUV的能量管理系统中实现很好的在线功率分配,达到等效氢耗量最小的优化目标。本文方法具有计算效率高、占用内存少的优势,为实现工程应用中的在线调节创造了可能。     

某型汽轮燃(滑)油泵液压速关系统的改进

分析了现有节流垫片对某型汽轮燃(滑)油泵液压速关系统修后调试工作量的影响,指出其结构设计存在需要改进的地方;提出了用可调节的阀取代传统节流垫片的方案,可有效减少调试的人力物力。     

TBD620柴油机燃油喷射系统性能研究

利用HYDSIM软件,建立了TBD620柴油机燃油喷射系统仿真模型,对其采用的标准喷油器和专用喷油器在不同负荷工况下的燃油喷射过程进行了仿真计算,分析研究了2种喷油器对柴油机燃油喷射特性的影响。结果表明专用喷油器在低负荷工况下能显著提高燃油喷射压力,改善燃油雾化效果,而在高负荷工况下,两者区别较小。     

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。     

保障气垫船供油系统正常运行措施

气垫船作为一种特殊船型,在研制过程中与常规船有很大区别。为了保障气垫船在航行时的连续性、可靠性和安全性,特配置两套发电机组,互为备用、交替运行;着重介绍了在两套发电机组交替过程中,为确保全船供油系统正常运行而采取的相应措施。     

“单燃油”主机高压燃油系统重点部件的管理

通过对“单燃油”主机高压油泵中的吸入阀、回流阀和喷油器中的止回阀等部件工作原理的叙述,提出了对它们维护管理工作的注意事项。     

船舶低速主机低硫燃油使用问题和防范措施

出于环境保护目的,国际社会强制所有船舶使用低硫燃油只是时间问题。对两条船舶低速主机使用低硫燃油产生的问题原因进行分析,在此基础上探讨低速主机制造厂推荐的防范措施和船舶管理公司采取的措施。     

滨海核电大件码头用于乏燃料运输的改造内容

海运在内的多模式联运体系是未来乏燃料外运的发展方向。我国滨海核电厂在初期就规划、设计和建设了用于运输核电厂大件设备的码头,多模式联运体系可利用核电码头转运乏燃料。为满足乏燃料转运需要,经调研和分析,结合船舶靠离泊等条件进行综合评价,梳理出核电码头的改造内容。结果表明,各核电业主应聚焦核材料实物保护、船舶靠离泊条件、货包接卸工艺等方面,围绕码头平面尺度及结构、作业工艺、辅助生产设施和管理体系等内容开展核电大件码头的改造工作,以确保未来乏燃料能够及时外运。     

基于HYSYS的船用双燃料发动机高压供气系统仿真

采用高压喷射气体燃料的低速二冲程LNG/柴油双燃料发动机对供气系统的供气能力及系统可靠性提出了较高要求,在高压供气系统的初始设计中对设计参数和设备选型等进行校核与评估尤为基础和必要。以针对某25000DWT LNG动力散货船设计的高压供气系统为例,采用油气系统工艺过程仿真软件Aspen HYSYS和换热器仿真单元软件Shell Tube Exchanger对系统在典型负荷下的工艺过程进行仿真,通过仿真值与设计值的对比,对高压供气系统的设计及设备选型进行分析。分析结果表明,高压供气系统的供气能力满足系统的设计要求,LNG高压气化/加热器的选型满足换热能力的要求且具有一定冗余。     

SOLAS公约对船舶机器处所燃油套管及渗漏报警装置的检验要求

在国际海上人命安全公约(SOLAS)1994年修正案和2000年修正案的基础上,论述不同年代建造的国际航行远洋船舶SOLAS公约适用条款和船用柴油机高压燃油管路具体防火要求,以及船用柴油机高压燃油套管组件和燃油渗漏报警装置的具体检验要求。