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。     

掺烧生物柴油结合相继增压技术对柴油机性能影响试验研究

本文基于TBD234V6型柴油机,将原单涡轮增压改为双涡轮增压进行掺烧生物柴油试验。配置生物柴油体积掺混比为0%,5%,10%,15%,20%,25%共6组生物柴油掺混比,选取10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%共10个工况点进行试验。结果表明：相继增压柴油机生物柴油掺混比为0时,在10%～40%负荷,较原机相比,最高燃烧压力增大,油耗降低,NOx和Soot排放下降;在50%～100%负荷,最高燃烧压力与原机相比略微下降,燃油消耗率、NO_X和Soot排放略优于原机。但增大生物柴油掺混比,相继增压柴油机最高燃烧压力下降,油耗增加,NOx排放升高,显著改善Soot排放。基于试验数据,建立多目标灰色决策模型,计算得到相继增压柴油机生物柴油最佳掺混比为25%。     

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。     

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%。     

船用柴油机STC系统设计与试验研究

针对某船用增压柴油机,对其进行相继增压(STC)系统进、排气管路,排烟管和气动蝶阀控制系统的设计与改造。通过试验,研究了在推进特性工况下,采用1TC和2TC对柴油机燃烧和排放性能的影响。结果表明,采用STC系统相比原机常规增压在低工况(P≤40%Pe)时可以达到提高柴油机动力性,降低燃油消耗率,减少NOx和Soot浓度的目的。其中,最高燃烧压力在10%Pe相比原机增长幅度约为21.2%,燃油消耗率下降约4.7%,而NOx浓度最大降低率约为22.92%,Soot浓度最大减小率约为48.83%。     

相继增压柴油机控制系统及实验研究

相继增压是改善高增压柴油机低工况性能的有效方法。本文以MWMTBD234V8柴油机为试验机型。将其常规的涡轮增压系统改装为相继增压,对进、排气控制阀进行了设计及试验研究,开发了MWMTBD234V8柴油机采用相继增压系统的实验数据采集及进、排气阀的控制系统,并对该机进行了性能试验,试验结果表明MWMTBD234V8型柴油机采用相继增压后其低工况的动力性能和经济性能均得到了明显的提高。     

船用天然气发动机空燃比和转速协调控制

对船用天然气发动机空燃比和转速协调控制进行了研究,根据船用天然气发动机的控制需求设计了相应的软件和硬件,并在控制策略中引入了扭矩量,提出了三闭环双前馈的控制架构。基于玉柴6K型天然气发动机进行了配机试验,在固定负载突变转速的工况下,发动机能在3 s内能达到目标转速并趋于稳定,最大超调量在4%以内,稳态时转速波动率在0.8%左右。在固定转速突加突卸负荷时,转速能在8s内趋于稳定,瞬态调速率为在6%以内,稳态时的转速波动率在0.9%左右,验证了所提出控制策略的可行性。     

定压式增压四冲程柴油机在部分工况下配合工作的计算方法

近年来,增压发动机的变工况性能問題日益得到重視。本文旨在对定压式纯廢气透平增压四冲程柴油机的变工况计算提出一种新的列线图解法。图解法的主要特点在于利用閉合方框线的概念,可以簡单而又迅速地确定出发动机与透平增压器配合工作的平衡运行点,避免了繁瑣的解析方程試算。作者最后还引用試驗数据与計算結果进行比較,証明计算方法的精确程度能符合工程要求。     

超高压进气二冲程内燃机的性能和排放仿真

超高压进气二冲程内燃机(UHPIE)是一种没有压缩冲程,进气为高压压缩空气的新型发动机。为验证UHPIE在性能和排放方面的巨大潜力和优势,使用AVL-boost将一台大型二冲程柴油机模型改变为UHPIE的形式,研究进气持续角、进气温度和进气压力对UHPIE的性能和排放影响。研究发现：较小的进气持续角、较低的进气温度和较高的进气压力有利于提升UHPIE的指示热效率,同时NOx和Soot的排放也较低。当进气持续角为10°、进气压力为9.1154 MPa、进气温度为40℃时,UHPIE的指示热效率为51.46%,NOx排放为0.021 g/(kW·h),Soot排放为0.00005 g/(kW·h),在该工况下UHPIE的性能和排放都远优于传统机型。     

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.     

CRS450Z5集装箱正面吊运机

1　主要技术参数最大起升高度 /mm 1 4 850吊具可堆 2 0～40ft国际标准集装箱重箱发动机额定功率 /kW　　　　 2 4 6发动机额定转速 /r·min-1 2 1 0 0最高行驶速度 /km·h-1 2 5臂架角度 / (°) 60轴距 /mm 6 0 0 0最大起升速度/mm·s-1 (无载/满载)　 380 / 2 4 0最大下降速度 /mm·s-1 (无载 /满载 ) 30 0 / 2 50最小转弯半径 /mm 82 0 0整机长×宽×高 /mm 1 1 1 30× 60 4 2× 4650整机质量 /kg 73 0 0 02　性能特点1 )高可靠性、高技术性能的发动机　采用了世界上著名的美国康明斯M1 1 -C330型六缸四冲程涡轮增压中置水次冷直喷柴油…     

新颖的渔轮主机电脑智能检测系统

本文介绍一种智能型渔轮主机电脑检测系统,该系统可以对渔轮主机的性能测试中的转速、油耗、油压、水温、油温、扭矩、排温等多种物理参数进行自动采集显示。一次可同时测试多个工况。为轮机管理人员提供了检测精度高、速度快且劳动强度低的智能化设备。     

电脑智能检测系统在船舶主机上的应用

该文介绍一种智能型船舶主机电脑检测系统,该系统可以对船舶主机的性能测试中的转速、油耗、油压、水温、油温、扭矩、排温等多种物理参数进行自动采集显示.一次可同时测试多个工况.为轮机管理人员提供了检测精度高、速度快且劳动强度低的智能化设备.     

电脑仿真技术引入船舶主机性能测试的研究

针对船舶主柴油机转速传感器性能指标测试必要性和传统测试仪的局限性,引入实用而高效分布式智能监控系统,发挥集中管理、分散控制优势。智能型船舶主柴油机电脑监控系统,可以对主柴油机的性能测试中的转速、油耗、油压、水温、油温、扭矩、排温等多种物理参数进行自动采集显示,一次可同时测试多个工况。为船舶轮机管理人员提供了检测精度高、速度快且劳动强度低的智能化设备。     

船用柴油机智能监控系统的研究

针对船舶柴油机转速传感器性能指标测试必要性和传统测试仪的局限性,引入实用而高效分布式智能监控系统,发挥集中管理、分散控制优势．智能型船舶柴油机电脑监控系统,可以对柴油机的性能测试中的转速、油耗、油压、水温、油温、扭矩、排温等多种物理参数进行自动采集显示．一次可同时测试多个工况．为船舶轮机管理人员提供了检测精度高、速度快且劳动强度低的智能化设备．     

船舶主柴油机智能监控系统研究

针对船舶柴油机转速传感器性能指标测试必要性和传统测试仪的局限性,引入实用而高效分布式智能监控系统,发挥集中管理、分散控制优势.智能型船舶柴油机电脑监控系统,可以对柴油机的性能测试中的转速、油耗、油压、水温、油温、扭矩、排温等多种物理参数进行自动采集显示.一次可同时测试多个工况.为船舶轮机管理人员提供了检测精度高、速度快且劳动强度低的智能化设备.     

船用柴油机电脑智能监控系统

针对船舶柴油机转速传感器性能指标测试必要性和传统测试仪的局限性,引入实用而高效分布式智能监控系统,发挥集中管理、分散控制优势。智能型船舶柴油机电脑监控系统,可以对柴油机的性能测试中的转速、油耗、油压、水温、油温、扭矩、排温等多种物理参数进行自动采集显示。一次可同时测试多个工况。为船舶轮机管理人员提供了检测精度高、速度快且劳动强度低的智能化设备。     

基于模型的船用柴油机多目标优化

在船用发动机第一阶段排放法规将要实施的情况下,为兼顾发动机的经济性和排放性,采用基于模型的多目标优化标定方法对船用发动机进行优化。根据排放法规的要求并结合船用发动机的推进特性和工况点,采用混合试验设计(Do E)设计试验工况点,在发动机台架上收集发动机试验数据,通过对试验数据进行分析建立优化标定模型,以经济性最好及满足氮氧化物(NOX)和碳氢化合物(HC)排放要求为目标,以其他排放物和排温为约束条件,应用基于Pareto概念的遗传算法进行优化求解。验证结果表明:法规排放点满足船用发动机一阶段排放法规的要求,氮氧化物(NOX)和碳氢化合物(HC)排放、油耗分别比原机降低12.34%、3.65%,一氧化碳(CO)和颗粒物(PM)排放分别比原机降低33.29%、13.21%;推进特性下工况点得到了较好的优化效果。     

基于模型的船用柴油机多目标优化

在船用发动机第一阶段排放法规将要实施的情况下,为兼顾发动机的经济性和排放性,采用基于模型的多目标优化标定方法对船用发动机进行优化。根据排放法规的要求并结合船用发动机的推进特性和工况点,采用混合试验设计(Do E)设计试验工况点,在发动机台架上收集发动机试验数据,通过对试验数据进行分析建立优化标定模型,以经济性最好及满足氮氧化物(NOX)和碳氢化合物(HC)排放要求为目标,以其他排放物和排温为约束条件,应用基于Pareto概念的遗传算法进行优化求解。验证结果表明:法规排放点满足船用发动机一阶段排放法规的要求,氮氧化物(NOX)和碳氢化合物(HC)排放、油耗分别比原机降低12.34%、3.65%,一氧化碳(CO)和颗粒物(PM)排放分别比原机降低33.29%、13.21%;推进特性下工况点得到了较好的优化效果。