天然气分段喷射对双燃料发动机性能影响的研究

针对6L190柴油/天然气双燃料发动机,采用天然气分段气态直喷的喷射规律,通过改变其主预喷间隔与预喷量,利用AVL Fire软件对缸内燃烧及排放进行数值模拟研究。结果表明:天然气预喷射能够改善混合气形成质量,缩短主喷射着火滞燃期,降低缸内最大爆发压力和最高燃烧温度,减少NOX排放,优化燃烧,但若要达到良好的预喷射效果,这需要对预喷量和主预喷间隔进行优化调整。间隔角较大时,宜采用较大预喷量;间隔角较小时,预喷量宜减少;间隔角不宜过小,否则效果会适得其反。预喷量固定时,较大的间隔角有利于改善排放;预喷量较小时,排放对间隔角变化相对不敏感。     

进气压力对柴油微引燃乙醇发动机的影响

基于单缸四冲程柴油机,对在船舶上具有应用前景的柴油微引燃乙醇发动机进行燃烧、性能及排放特性研究。以所采用发动机中能实现压燃着火的最小柴油量为固定引燃柴油喷射量,比较进气压力分别为0.15 MPa和0.20 MPa的工况组,通过改变柴油喷射时刻来进行工况扫描。结果显示:进气压力更大的工况,着火滞燃期更短,燃烧持续期更长,指示热效率更低;存在两阶段着火的工况点,第一阶段放热的占比更大;进气压力增大时,氮氧化物(NOX)排放更低,但未燃碳氢(UHC)与一氧化碳(CO)排放更高。     

喷射策略对正丁醇/柴油双直喷发动机性能的影响

基于三维计算流体软件，对一台小型柴油机进行改进，通过设置同轴喷油器，实现正丁醇和柴油这两种燃料的缸内直喷。基于该计算模型，研究缸内正丁醇的喷射比例和柴油预喷比例对柴油机燃烧和排放特性的影响。结果表明：随着正丁醇喷射比例的增大，缸压和放热率峰值下降，soot生成量和CO生成量都呈现先增大后减少的趋势，而NO_x生成量呈现减少的趋势；随着柴油预喷比例的增大，滞燃期缩短，缸压和放热率峰值上升，soot生成量和CO生成量排放物与正丁醇喷射比例增大的结果趋势相同，而NO_x生成量呈现上升的趋势。     

缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机燃烧特性

以L 21/31船用中速柴油机为原型,在不改变燃烧室结构的基础上将其改装成缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机,利用AVL_FIRE软件展开三维数值模拟,研究此双燃料发动机的LNG替代率极限以及高替代率时的缸内燃烧及排放性能。研究结果表明：改装后双燃料发动机的LNG替代率极限为99.5%,当替代率大于99.5%时,LNG无法被引燃;在可以正常燃烧条件下,保持引燃柴油及液化天然气喷射正时和喷射时间间隔不变,随着液化天然气替代率的增加,液化天然气燃烧始点基本不变,缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低,NO、CO生成量和排放量降低。     

缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机燃烧特性

以L21/31船用中速柴油机为原型,在不改变燃烧室结构的基础上,将其改装成缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机,利用AVL_FIRE软件展开三维数值模拟,研究此双燃料发动机的LNG替代率极限及高替代率时的缸内燃烧及排放性能。研究结果表明:改装后双燃料发动机LNG替代率极限为99.5%,当替代率大于99.5%时,LNG无法被引燃;在正常燃烧条件下,保持引燃柴油及液化天然气喷射正时和喷射时间间隔不变,随着液化天然气替代率的增加,液化天然气燃烧始点基本不变,缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低,进而降低NO、CO的生成量和排放量。     

一种新型双燃料喷射器设计与数值模拟

在现有共轨喷油器的基础上,提出一种适用于液态天然气(LNG)液喷的新型双燃料喷射器结构,并运用AMESim软件建立柴油和天然气喷射过程的计算模型,研究柴油压力、LNG压力、柱塞直径和控制腔进油孔孔径对针阀运动和喷油速率的影响规律,验证了设计方案的可行性,也为适用于 LNG液喷的引燃柴油/天然气新型双燃料喷射器的设计提供理论依据.     

基于国四排放非道路柴油机喷射系统的优化试验

基于非道路378型柴油机,采用不同的轨压、主喷正时、预喷油量和预喷-主喷间隔,进行非道路柴油机八工况的喷油参数优化试验.试验结果表明:随轨压的增加,NO_x排放增加,烟度和有效燃油消耗率不断减小,HC排放先降后升;随主喷提前角的增大,NO_x排放增加,烟度、HC和有效燃油消耗率不断减小;随预喷油量的增大,NO_x、烟度和有效燃油消耗率先降后升,HC排放不断增加;随着预喷-主喷间隔角的增大,NO_x先降后增,烟度不断下降,HC和有效燃油消耗率不断增加.综合考虑排放和经济性,确定了八工况下的喷油参数的优化值,八工况稳态测试循环测量结果:NO_x+HC为6.32g·(kW·h)~(-1),PM为0.169 g·(kW·h)~(-1),满足非道路国四排放限值要求.对于非道路柴油机,采用较高的轨压、较小的主喷提前角、少量预喷油量及较短的预喷-主喷喷油间隔,可优化燃烧过程,降低排放,提高经济性.     

船用低速柴油机电控喷油器预喷射对主喷射循环喷油量的影响

喷油器进行多次喷射时,不同喷射之间会产生相互影响,导致循环喷油量随着喷射间隔(dwell time,DT)的变化产生波动,给柴油机油量的控制增加了难度。本文根据船用低速柴油机电控喷油器的概念设计,利用AMESim仿真平台搭建了喷油器的数值仿真模型,研究预喷射对主喷射循环喷油量的影响,揭示出预喷射引起的喷油器内部的压力波动是导致主喷油量随DT波动的根本原因。分析控制阀杆最大升程、控制腔进油孔直径、控制腔出油孔直径和喷孔直径等4个特性参数对主喷油量波动规律的影响,得出参数变化主要影响主喷油量的波动幅值和相位的结论。     

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.     

船用柴油/天然气双燃料动力系统的控制与特性研究

应用现代电子控制技术, 加装电控单元将船用柴油机改造成柴油/天然气系统。根据柴油机燃油供给系的工作特性,研究开发双燃料动力系统,设计以最少柴油引燃和自动加气至最大替代率的控制策略。通过电控单元完成纯柴油模式和双燃料模式之间的自动切换,实现双燃料动力系统最优控制。性能试验结果表明：柴油/天然气双燃料动力系统在相同工况下运行经济性和排放性明显提高。     

“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。     

燃油系统参数优化对双燃料船用发动机性能的影响

基于4190ZLC-2型船用中速柴油机,利用AVL FIRE仿真软件建立天然气/柴油双燃料发动机燃烧高压循环模型;采用一次回归正交试验设计方法对燃油系统5个参数进行优化,建立以油耗率和NO_X排放量为目标函数的数学预测模型,进而找出油耗率和NO_X排放量最优的参数组合。结果表明:建立的油耗率、NO_X排放量数学预测模型精确度较高,预测值与仿真值误差低于3%,可用于参数优化匹配研究;优化后的油耗率和NO_X排放量相比正交试验设计最优组合分别降低约3.8%和98%;油耗率最小的参数组合为:70%-0-355.15 K-0.223 MPa-22.6°CA(天然气替代率-EGR率-进气温度-进气压力-喷油提前角);NO_X排放质量分数最低的参数组合为:67%-12.5%-336.55 K-0.205 MPa-21.88°CA(天然气替代率-EGR率-进气温度-进气压力-喷油提前角)。     

现代船用大型低速柴油机输出功率的计算

详细介绍了现代船舶主要的几种主柴油机的输出功率的计算方法,为船舶轮机管理人员实现对柴油机运转状态的监测提供帮助.     

双燃料发电机在FLNG上的应用

浮式液化天然气生产储卸装置FLNG目前越来越受到各大能源公司和国家的关注,作为新出现的产品,其应用和相关规范还处在不断研究完善和发展阶段。该装置的动力核心是双燃料发电机组,其燃气系统设计和其他相关系统的应用与传统柴油机有很大不同。文中以国内首个FLNG项目使用双燃料发电机为例,介绍并分析双燃料发电机主要系统特点和设计要求。     

柴油机喷油泵柱塞穴蚀成因与预防措施研究

针对柴油机柱塞式喷油泵柱塞穴蚀现象,建立喷油泵柱塞偶件模型,利用计算流体力学技术对喷油泵腔内燃油压力场与速度场进行计算,研究柱塞螺旋槽与套筒回油孔处穴蚀形成机理。提出减轻穴蚀影响的预防措施,以提高喷油泵工作效率,延长其使用寿命。     

船舶燃油计算机管理系统的研究

介绍了一种船舶燃油计算机管理系统的有关情况。该系统可以利用现在船上使用的检测报警系统计算机实现船舶燃油管理系统的计算机连续在线自动测量，实现船舶燃油管理中的统计、记录、运算和预测功能。     

有关燃油舱保护的探讨

简要介绍了即将生效的IMO新的燃油舱保护规则,并以巴拿马型集装箱船为例介绍了燃油舱流出量有限元计算方法及一些需要注意的问题。     

船舶燃油限硫令对机舱设备及系统设计的影响

重点论述国际海事组织颁布的燃油限硫令于2020年1月1日生效后对机舱设备及船厂系统设计的影响,分别针对安装废气清洗系统和不安装废气清洗系统的船舶分析受影响的机舱设备及系统,并对搭载废气清洗系统船舶的试航及取证等展开分析。     

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.     

Influence of pre-injection control parameters on main-injection fuel quantity for an electronically controlled double-valve fuel injection system of diesel engine

A simulation model of an electronically controlled two solenoid valve fuel injection system for a diesel engine is established in the AMESim environment.The accuracy of the model is validated through comparison with experimental data.The influence of pre-injection control parameters on main-injection quantity under different control modes is analyzed.In the spill control valve mode,main-injection fuel quantity decreases gradually and then reaches a stable level because of the increase in multi-injection dwell time.In the needle control valve mode,main-injection fuel quantity increases with rising multi-injection dwell time;this effect becomes more obvious at high-speed revolutions and large main-injection pulse widths.Pre-injection pulse width has no obvious influence on main-injection quantity under the two control modes;the variation in main-injection quantity is in the range of 1 mm3.