柴油机相继增压故障切换过程的瞬态仿真

建立了相继增压柴油机一维非定常流动的仿真程序,针对某船用相继增压柴油机空气阀和燃气阀异常开闭时的切换过程进行了多组模拟计算,并把计算与试验结果进行了对比,符合较好。结果表明:空气阀和燃气阀同时打开时将使受控涡轮增压器压气机进入喘振区;燃气阀打开而空气阀延迟6 s以上打开时容易使得基本涡轮增压器压气机进入喘振区;燃气阀打开而空气阀打不开时将导致停机,两阀之间的定时对切换过程有很大的影响。     

采用电子控制系统的涡轮增压柴油机的模拟研究

通过对涡轮增压柴油机变工况性能的模拟计算，确定了采用相继增压的柴油机增压器的切换点，及可变增压空气加热及冷却规律，并在自行研制的数学式电子调速系统上开发了模拟ＭＴＵ５９５系列柴油机的ＥＣＳ系统。     

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。     

柴油机米勒循环结合EGR的性能分析及优化

文章建立了增压柴油机米勒循环结合EGR(废气再循环)的热力学模型,利用模型分析了柴油机设计参数对其性能的影响,为米勒循环结合EGR的增压柴油机参数设计提供了理论依据。研究表明,要使WP7柴油机的热效率和平均有效压力同时提高,增压系统效率需大于0.7。同时,以柴油机转速为1 500 r/min外特性工况点的NO_X排放下降50%、最高爆发压力不超过原机为约束条件,对WP7柴油机参数进行了优化设计。优化结果表明,该方法将有效压缩比从18降低到15.5,再结合12%的EGR率,可以在保持柴油机经济性、动力性与原机基本一致的前提下,将NO_X排放下降50%以上。     

船用柴油机相继增压气动蝶阀切换时间研究

建立柴油机相继增压蝶阀气动控制系统的物理模型,并应用气压传动系统动力学理论建立蝶阀控制系统数学模型;然后利用MATLAB/Simulink编制的仿真程序对蝶阀转换过程进行仿真计算,结果得出了影响蝶阀切换时间的主要因素及影响规律;最后搭建了蝶阀气动控制系统的试验台,通过试验结果和仿真结果的对比,验证了仿真结果的可靠性;为深入了解蝶阀控制系统的特性提供了理论依据.     

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.     

大功率高增压柴油机MIXPC-Scaby增压系统的研究

提出了一种适用于大功率四冲程高增压柴油机的混合式脉冲转换与扫气旁通相结合的涡轮增压系统,简称MIXPC-Scaby系统,该系统可以克服扫气干扰、降低燃油消耗率和改善低工况性能及加速加载性能,由于缸内实现低速循环,还可以降低最大爆发压力和NOx排放。     

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。     

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%。     

旁通增压系统动态性能研究

用数值模拟方法对旁通增压系统的动态性能作了研究，着重考察了旁通阀以不同规律启闭时增压系统各主要参数的响应情况，探讨了当柴油机负荷突变时由于旁通阀响应滞后而可能出现的问题。本文的研究助于揭示该增压系统的动态特性，为柴油机的优化控制系统设计提供了依据。     

相继增压对某型柴油机性能影响及喷油参数再优化

对某采用相继增压与可控进气涡流复合系统的柴油机建立了缸内仿真模型,分别对可控进气涡流系统和相继增压与可控进气涡流复合系统的燃烧过程进行仿真计算,结果表明,在低工况下后者排气中NOX、Soot的质量分数分别降低了54%和86.1%。并对相继增压与可控进气涡流复合系统柴油机喷油提前角、喷雾锥角进行了再优化仿真计算,结果表明,优化后喷油提前角为20°CA,喷雾锥角为155°。     

二冲程主柴油机增压系统的运行规律

为了研究运行因素对现代低速主柴油机增压系统工作的影响，以喘振为切入点，对其热力过程模拟计算结果进行分析，由此得到若干重要的结论。这些结论也为建立增压系统故障诊断软件提供了依据。     

230柴油机超高增压系统选型研究

探讨了 ２０Ｖ２３０柴油机实现Ｐ_（ｍｅ）＝ ２．５ＭＰａ超高增压的技术途径,总结了目前的各种超高增压柴油机所采取的技术措施,分析了顾氏系统、相继增压系统和高工况放气系统的柴油机性能,提出了“相继增压与顾氏系统相结合的复合涡轮增压系统”,并对增压系统选型及整机布置进行了讨论。     

大功率16缸柴油机采用相继涡轮增压系统的模拟计算与研究

作者新近开发了内燃机进排气系统一维非定常流动高精度计算模型有限体积法变差减少（Finite Volume Method-Total Variable Diminish,简称FVM－TVD）程序，为了适应对某16缺大功率柴机采用相继涡轮增压系统进行模拟计算与研究的需要，在FVM－TVD程序的基础上，加入了相继增压系统，进排气旁通系统及高工况放进气系统的计算程序，利用此新编制的程序对该柴油机进行了模拟计算，其计算结果对该机何时启用相继增压系统，进排气旁通系统或高工况放进气系统提供了初步的预测，并对其控制策略进行了讨论。     

通过增加喷嘴环叶栅改善柴油机低负荷运行工况的探讨

针对船舶涡轮增压柴油机在低负荷工况运行时,出现增压压力不足,燃烧过量空气系数过小的特性,提出了一种通过增加增压器喷嘴叶栅数来提高增压器的压比和空气量的新方法,以改善增压器与柴油机的匹配与柴油机低负荷工况运行的性能。     

大型低速柴油机性能预测动态模型

性能预测模型及其仿真是柴油机设计、电控和故障诊断研究的重要手段。容积法模型能准确反映缸内压力的变化,但计算耗时长。它具有动态仿真的能力,一般应用于稳态仿真。通过对缸内工作过程和涡轮增压器模型的简化,结合曲柄连杆机构动力学模型,建立了以容积法为基础的涡轮增压多缸柴油机动态模型。缸内工作过程以曲轴转角为计算单位,其他部分以时间为计算单位。模型可观测瞬态过程中各主要参数的变化。以6S60MC型船用柴油主机为例,用MATLAB/SIMULINK实现仿真模型,在XEON3.0G工作站进行仿真。仿真结果显示,模型数据与台架试验数据吻合良好,仿真300 s耗时245.4 s,满足实时仿真的要求。     

6M552C 型柴油机与增压器匹配试验研究

面对机械设备更新的要求,基于柴油机和涡轮增压器匹配的理论,确定了匹配计算的参数和流程,并进行了相关的计算,选出了6M552C 型柴油机合适的替代增压器,并对试验结果进行了比较,表明所选增压器符合要求。     

二冲程电控柴油机的振动测试与分析

采用不同的振动传感器安装方式对一台船用二冲程电控柴油机的缸盖表面、高压油管侧面、高压油泵顶部、机身侧面和增压器端面的加速度振动信号进行了测试和分析,揭示了二冲程柴油机表面不同的振动特征,也解释了ME型电控柴油机缸内示功图的双峰现象,为船用二冲程电控柴油机的振动诊断研究和应用奠定了基础。     

G32系列柴油机研制

G32系列柴油机是广州柴油机厂新开发的船用中速大功率柴油机,新产品的研制工作采用产学研联合,由广州柴油机厂和七一一研究所以厂所合作的方式进行。G32柴油机的平均有效压力Pe=2.30MPa,倒挂主轴承结构,三段式船用大端连杆,厚壁气缸套。高效率脉冲增压系统,等压燃烧,排放机内控制,安全监测系统对主轴承温度等重要参数进行实时监控。     

6200ZLC型柴油机增压系统强化研究

介绍6200ZLC型柴油机增压系统强化的途径。通过分析增压系统的强化因素,认为提高增压度并且降低进气温度,可充分利用废气能量提高进气压力,提高废气涡轮增压柴油机的通流能力以及加大进气总管的容积是影响增压效果的主要原因。结合柴油机与增压器配合特性的调整,达到了提高柴油机输出功率的目的。