某型船用高压共轨大功率柴油机喷射特性研究

利用AVL公司的HYDSIM软件对某型船用高压共轨大功率柴油机电控喷油器工作过程进行仿真,仿真结果与实际试验数据相一致,表明仿真模型的准确性.通过模型的建立,系统分析了喷孔直径、喷射压力与喷油规律、雾化质量之间的关系.结果表明:喷孔直径和喷油压力都通过燃油流通截面积影响喷射速率和喷雾特性,这为进一步的高压共轨系统燃烧优化打下了坚实的基础.     

船用中速柴油机燃油系统仿真研究

本文根据项目研制的需要,对某型船用中速柴油机燃油系统的构成及原理进行分析,在此基础上应用AMESim软件搭建其仿真模型。在几种典型工况下将仿真结果与台架试验结果进行对比,验证仿真模型的正确性。最后,探讨在100%工况下,系统关键结构参数对燃油系统喷射特性的影响。研究结果表明:柱塞直径增大,泵端出口压力、喷油压力、喷油速率及循环喷油量均增加,且增强效果逐渐加强,同时高压油管的压力损失逐渐增加;针阀升程增加,泵端出口压力、喷油压力、喷油速率及循环喷油量都增大,且这种增强效果逐渐加强;针阀预紧力增加,泵端出口压力、喷油压力和喷油速率增大,而循环喷油量反而减小。     

喷油脉宽对可变喷油规律高压共轨系统喷油特性的影响

可变喷油规律高压共轨系统能够通过控制增压时序与喷油时序之间的关系,实现可调喷油规律喷射,进而影响柴油机喷油特性。为探明可变喷油规律高压共轨系统喷油特性随喷油脉宽的影响规律和成因机理,在系统数学模型的基础上,建立了可变喷油规律高压共轨系统的仿真模型,并利用性能试验验证了模型的准确性,分析了在不同共轨压力下,喷油脉宽对可变喷油规律高压共轨系统喷油特性的影响。结果表明：随着喷油脉宽的增加,喷油速率曲线形态均近似于靴形（即有一个明显的拐点）,且大喷油速率范围占整个喷油过程的比例逐渐增大;同时,在喷油脉宽较小时,喷油持续期随喷油脉宽变化的线性度较差,而在喷油脉宽较大时,喷油持续期与喷油脉宽基本上呈线性关系。     

船用高压共轨系统三维模型的轨压波动研究

在船用高压共轨柴油机中,共轨压力对喷油量有直接的影响,不同的轨压波动会造成喷油量的明显误差。本文利用Fluent软件将船用柴油机高压共轨燃油系统模型中共轨管模型转化为共轨管中燃油流动的三维模型,通过Simple算法流动仿真计算以及UDF函数模拟实际边界条件,研究共轨管中轨压波动规律以及流场分布。通过对轨压波动频谱分析得出共轨管内压力波动是由供油、喷油和压差反馈引起的。三维流动模型仿真结果显示在高频波动的影响下,共轨管内不同位置压力波动差值可达供油和喷油所引起波动的75%,且不同时刻的喷油量差异达到20%,在轨压控制中必须采取有效控制手段抑制高频波动。     

燃油喷射对柴油机燃烧及排放的影响

针对4190柴油机燃油系统电控化改造项目,应用AVL_FIRE三维CFD软件平台,建立该机缸内高压循环仿真模型,通过台架试验获得缸压曲线验证仿真计算的正确性。借助模型研究燃油喷射系统参数对燃烧、NOX和碳烟颗粒生成等的影响。结果表明:随着喷孔锥角的增大,缸内最大温度与压力逐渐增大,采用小喷孔锥角时,NOx排放浓度低,但碳烟排放浓度较高;喷油器喷孔直径增大,缸内压力与温度逐渐增大,采用0.30 mm喷孔直径时,NOx和碳烟的排放浓度均较低;喷油提前角增加导致缸内温度增大,NOx排放浓度增加,碳烟排放浓度降低。     

基于SimulationX的船用高压共轨燃油系统仿真

使用SimulationX软件建立船用柴油机高压共轨燃油系统模型。通过仿真计算,研究高压共轨燃油系统中影响供油、喷油的因素及轨压波动规律。凸轮转速越大,进油持续时间越短,进油频率越高;油泵齿条位移越大,进油流量峰值越大。共轨管内因压力波传递存在明显波动,波动频率高,波动幅度接近供喷油过程变化幅度的70%。轨压越高,喷油速率峰值越大,柴油机经济性能更好,但影响运行寿命。     

低速柴油机中压共轨参数对喷油特性影响的模拟计算与分析

为了适应未来的排放法规和改善发动机的性能,考虑采用共轨式电控喷油系统以提高柴油机整体性能、降低排放污染。针对市场上某主流型号低速船舶柴油机,利用流体动力学仿真软件对该机型的中压共轨式喷油系统与两级阀式喷油器建立仿真模型,分析并总结系统中的关键参数对燃油喷射特性的影响。     

基于EGR+共轨技术的船用柴油机排放性能仿真研究

在论文中,针对TBD234高压共轨柴油机的高负荷情况,通过CFD模拟方法研究了EGR+共轨技术对船用柴油机排放控制效果的影响。结果表明,在设置的参数范围内提高共轨压力和增大喷油提前角都会使温度和压力升高,NO排放增加,soot排放减少。相比之下,共轨压力对柴油机燃烧排放性能的影响可以忽略不计;EGR对燃烧特性的影响要小于喷油提前角产生的影响,但是在限制NO的排放方面,EGR技术的应用潜力更大。另外,在参数设定范围内,发现NO排放与烟尘排放关系良好的相对优化条件为EGR率为0.1,燃料喷射提前角为5°CA。     

大型低速船用智能柴油机燃油共轨喷射系统的建模与动态仿真

以7RT-flex60C船用智能柴油机为仿真对象,基于该型号柴油机燃油共轨喷射系统的结构特点及各组成部件的液力连接关系,建立该系统各部件的数学模型;采用模块化的设计方式搭建燃油共轨喷射系统Matlab/Simulink仿真模型.仿真结果表明,模型具有较好的准确性和动态特性,可用于船用智能柴油机燃油共轨喷射系统的设计、优化及仿真.     

柴油机燃油喷射雾化试验方法及喷雾性能影响因素研究

针对国内对柴油机喷油雾化的试验研究较少的现状,通过分析国外的试验设备、方法和研究成果,明确燃油系统喷雾试验设备和方法,为建设船用柴油机喷雾试验装置、助推自主品牌燃油系统和零部件设计开发做好技术铺垫和支撑。通过分析得知,对喷油雾化质量的影响因素为喷射压力、缸内温度、缸内压力、喷孔直径、喷油量,具体影响是喷射压力对最大液相贯穿距没有明显影响,仅影响到达最大贯穿距的时刻;缸内温度增加使液相贯穿距和喷雾锥角都会减小;缸内压力增加会使最大液相贯穿距减小;喷孔直径减小会使液相贯穿速度和距离都减小;在未达到最大液相贯穿距时,喷油量增加,液相贯穿距增加,但液相贯穿速率没有改变。     

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。     

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。     

共轨增压式燃油喷射系统的控制研究

介绍一种共轨增压式油喷射系统方案,从输油泵出来的中等压力的燃油被泵入蓄压器中,经增压活塞增压后由喷油器喷出,以达到高的喷射压力,并提高整个喷油系统的可靠性,并在前期论证和系统仿真工作基础上,对所设计的燃油系统电控装置进行测试实验和进一步的改进,验证此装置达到柴油机电控的要求和精度。     

燃油系统参数匹配优化对船用柴油机性能影响及试验研究

采用试验与仿真结合的方法研究电控化改造对柴油机性能的影响。分别用AMESim和AVL_FIRE仿真软件建立燃油喷射系统模型与柴油机缸内燃烧高压循环模型,以喷油压力为优化目标对喷油参数进行匹配,并将优化结果代入到燃烧模型中计算分析。以优化结果为基础进行台架试验,分析电控化改造对柴油机经济性和排放性的影响。研究结果表明,对于15mm×2.5mm×0.40 mm/°CA×0.30mm×900mm(柱塞直径×油管直径×凸轮型线速率×喷孔直径×油管长度)的组合(试验号8),喷油压力相对于原机提高了40.2%。试验号8的台架试验表明:油耗率有所降低,且在低速低负荷工况下油耗率降低较显著;对于NOx排放,电控化改造后试验号8的NOx排放浓度在负荷特性工况和推进特性工况下相对于原机平均降幅分别在50%以上。     

柴油机高压共轨燃油喷射系统初探

介绍了高压共轨燃油喷射系统的组成和在船用低速柴油机上的应用状况,对其在排放方面的优越性进行了评析。高压共轨燃油喷射系统作为一种全新概念的电控燃油喷射系统,具有高度的控制灵活性,是未来船用低速柴油机燃油喷射系统的主要发展方向。     

船用电控柴油机燃油共轨系统与轨压力仿真

以7RT-Flex60C船用柴油机燃油共轨系统为仿真对象,设计系统各组成部件数学模型,采用矩阵实验室/动态仿真模块(Matlab/Simulink)搭建该系统仿真模型.通过对仿真数据与台架试验数据进行对比,验证模型准确、有效.在此基础上,利用所搭建的仿真模型分析燃油共轨压力、喷油量和共轨管容积对共轨管轨压力波动产生的影响,获得了令人满意的仿真效果.仿真结果可为船用电控柴油机燃油共轨系统的设计、优化以及柴油机的日常管理提供参考.     

瓦锡兰电喷主机共轨系统密封性管理

正0引言电喷主机的燃油共轨压力是维持主机正常喷射的必要条件,瓦锡兰电喷主机因共轨压力低导致的停航事故为数不少。影响燃油共轨压力的因素在于高压油泵是否能建立足够大的高压、共轨的密封性是否能维持高压。1影响系统密封性的主要元件从电喷主机共轨系统(见图1)看,影响系统密封性的元件有:(1)蓄压器3.04上的安全阀(设定压     

船用柴油机高压共轨系统动态特性研究Ⅰ

从系统层面通过试验与计算相结合的方法开展研究,以改善船用柴油机共轨系统燃油的压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标.对整体式共轨燃油系统开展试验研究,揭示了影响共轨压力波动的主要因素,并指出该系统结构在船用柴油机应用上的局限性.对分布式共轨燃油系统开展仿真分析,并与整体式系统进行比较,研究表明,分布式共轨系统可明显改善系统动态性能,代表了未来船用柴油机共轨系统的发展趋势.     

船用柴油机高压共轨系统动态特性研究Ⅱ

从系统层面通过试验与计算相结合的方法开展研究,以改善船用柴油机共轨系统燃油的压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标.对整体式共轨燃油系统开展试验研究,揭示了影响共轨压力波动的主要因素,并指出该系统结构在船用柴油机应用上的局限性.对分布式共轨燃油系统开展仿真分析,并与整体式系统进行比较,研究表明,分布式共轨系统可明显改善系统动态性能,代表了未来船用柴油机共轨系统的发展趋势.     

船用柴油机高压共轨系统动态特性研究I

从系统层面通过试验与计算相结合的方法开展研究，以改善船用柴油机共轨系统燃油的压力波动，减少各缸喷射过程的互相干扰为目标．对整体式共轨燃油系统开展试验研究，揭示了影响共轨压力波动的主要因素，并指出该系统结构在船用柴油机应用上的局限性．对分布式共轨燃油系统开展仿真分析，并与整体式系统进行比较，研究表明，分布式共轨系统可明显改善系统动态性能，代表了未来船用柴油机共轨系统的发展趋势．