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。     

基于cRIO控制器的高压共轨柴油机ECU硬件在环仿真系统设计

为测试和验证高压共轨柴油机电控单元的控制策略,设计了一套基于cRIO控制器的ECU硬件在环仿真系统.系统采集高压共轨柴油机的执行机构信号,用DMA方式将数据送至cRIO0控制器,经燃油喷射和排气阀驱动数学模型计算,输出控制模拟曲轴电机转速和保证ECU正常工作的信号.系统还在NI PXI平台设计了ECU监测记录模块.系统的设计可节省高压共轨柴油机ECU测试试验费用和缩短开发优化周期.     

可变喷油速率的电控单体泵喷射系统控制研究

利用 AMESim软件建立柴油机喷射系统仿真模型,对柴油机的结构参数进行匹配优化,选取5种比较合理的方案,并将其中的两组导入到 AVL-BOOST整机仿真模型中,选取最优的供油定时角。在定喷油量、定供油定时角前提下,将不同喷油速率导入到柴油机仿真模型当中,研究不同喷油速率对柴油机缸内温度、压力、排放、放热率以及油耗和转矩的影响。结果表明：合理的喷油速率和供油定时角能进一步优化柴油机的综合性能,同时选取1组动力性能和经济性比较好的方案,进行柴油机的台架试验,仿真和实验的误差在2%以内。结果表明仿真有助于探索柴油机的综合性能规律。     

一种可变启喷压力喷油器的结构设计

根据不同启喷压力下柴油机喷油特性的仿真计算,分析不同启喷压力下喷油特性的变化规律,设计出一种可变启喷压力的喷油器,在柴油机处于不同工况的情况下,可以改变喷油器的启喷压力,使柴油机燃烧特性得到改善.     

Experimental research on spray and combustion characteristics of the third generation conical spray

A new generation conical spray system for conventional diesel engines or premixed combustion diesel engines is introduced. By means of oriented impingement method, flexible spray penetration in design is realized. High-speed photograph was used to investigate the spatial distribution characteristics of the new spray for cases of different impingement angles and needle valve opening pressures. The results show that, by applying spray impingement orientation, fuel jets spread along the cone surface as shape of sectors, so the dispersion of jets is increased obviously. Changing on impingement angle leads to variation of penetration, which is critical in homogeneous mixture preparation. Due to the flexibility of spray penetration in design, the spray impingement on liner is avoided in a great extent. The results also indicate that higher needle valve opening pressure results in longer penetration and larger spray angle after impingement. Combustion characteristics of the impinged conical spray were studied in the 1135 type diesel engine. The new impinged conical spray system work smoothly in full load range with better fuel economy and lower emissions of NOx and soot than the original test engine.     

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。     

燃油系统供油单元的配置研究

为了降低营运成本,越来越多的船舶柴油发电机燃用低质燃油(重油),已成为船舶建造发展趋势;而针对主辅机在航行中的不同运行工况和要求,燃油系统在设计中应如何合理配置供油单元,主辅机是共用一套还是各用一套,就此作了分析与研究。     

Pe=3．0MPa柴油机工作过程组织研究

针对230单缸机进进Pe=3.0MPa工作过程组织的研究.采用高压缩比、低压力升高比的工作过程组织方式,通过工作过程计算、油气室匹配三维CFD计算、多方案对比试验等多种研究手段对工作过程影响参数进行分析研究,并在230单缸机试验中得到了和计算分析相一致的结果:230单缸机上达到了预期的性能指标,实现了近似定压过程,压力升高比控制在1.3.     

基于虚拟仪器技术的燃油喷射测试系统的研制

介绍柴油机燃油喷射测试系统的软、硬件组成及功能,采用该系统对6L16／24柴油机燃油喷射系统的特性进行了测量分析,对比分析不同工况下燃油喷射系统的性能,表明燃油喷射测试系统满足测量精度的技术要求。     

船用纯甲醇发动机燃料喷射系统的设计研究

鉴于节能减排和能源危机双重压力，绿色船舶已成为未来船舶的发展方向。甲醇以其清洁、环保、可再生、可获取性强等诸多优势，已跻身未来船用燃料C位。然而，在世界范围内，船用纯甲醇发动机研究尚处于探索阶段。以船用柴油喷射系统为改装对象，通过比较甲醇与柴油的物化特性，指出纯甲醇燃料喷射系统设计开发中面临的技术难题，并提出解决方案，为船用纯甲醇发动机研究提供指导和借鉴。     

柴油机燃用煤浆燃料的初步试验

通过煤浆燃料性能的研究及煤浆燃料对柴油机喷射系统特殊要求的分析，运用了隔离活塞喷射系统。该系统能较好地满足煤浆燃料的喷射要求。在单缸１１０５柴油机上运用隔离活塞喷射系统对燃用煤浆燃料作了一系列试验。试验结果证明在该机上燃用煤油浆是可行的，其工作情况良好     

某船用柴油机SCR系统匹配性能试验分析

针对某船用柴油机,在D2试验循环模式下进行原机和加装SCR系统后的性能对比试验,分析SCR反应器在无尿素喷射时对柴油机排气特性和经济性的影响,同时还分析按氮氨比为1∶1进行尿素喷射时SCR系统的工作性能。试验结果表明:柴油机安装SCR系统后,排气背压和排气温度均有所上升;经济性略有下降,额定工况下降低幅度在1%左右;虽然增压器后NOX排气浓度增大,但NOX质量流量下降幅度较大,额定工况下降幅度为12.3%,尿素基本喷射量标定计算应以加装SCR反应器后的柴油机排气参数为依据;NOX加权比排放由原机的12.63 g/k Wh降低到11.52 g/k Wh,降低了8.7%。按氮氨比为1∶1的比例进行尿素喷射时,SCR系统能满足Tire III的NOX排放限值要求。研究结果可为SCR系统设计和尿素喷射量的标定提供一定的指导依据。     

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。     

基于神经网络对电控柴油机运行特性影响因素仿真研究

基于AVL-BOOST软件仿真平台建立某船用四缸柴油机仿真模型,标定后的模型进行柴油机全工况仿真计算.仿真出来的3 200组数据作为人工神经网络输入数据,采用贝叶斯统计方法对网络进行训练建立2层的反馈神经网络仿真模型.并分别通过实验、AVL-BOOST和神经网络数据曲线的对比分析,验证人工神经网络预测的准确性.利用验证好的人工神经网络模型预测进排气压力对柴油机转矩的影响,以及预测压缩比和供油定时对柴油机排放性能和动力性能的影响,最后利用扰动法分析不同工况下柴油机各个参数对柴油机性能的影响程度.     

船用柴油机系统的完整建模（英文）

This paper presents a simulator model of a marine diesel engine based on physical, semi-physical, mathematical and thermodynamic equations, which allows fast predictive simulations. The whole engine system is divided into several functional blocks: cooling, lubrication, air, injection, combustion and emissions. The sub-models and dynamic characteristics of individual blocks are established according to engine working principles equations and experimental data collected from a marine diesel engine test bench for SIMB Company under the reference 6M26SRP1. The overall engine system dynamics is expressed as a set of simultaneous algebraic and differential equations using sub-blocks and S-Functions of Matlab/Simulink. The simulation of this model, implemented on Matlab/Simulink has been validated and can be used to obtain engine performance, pressure, temperature, efficiency, heat release, crank angle, fuel rate, emissions at different sub-blocks. The simulator will be used, in future work, to study the engine performance in faulty conditions, and can be used to assist marine engineers in fault diagnosis and estimation(FDI) as well as designers to predict the behavior of the cooling system, lubrication system, injection system, combustion, emissions, in order to optimize the dimensions of different components. This program is a platform for fault simulator, to investigate the impact on sub-blocks engine’s output of changing values for faults parameters such as: faulty fuel injector, leaky cylinder, worn fuel pump, broken piston rings, a dirty turbocharger, dirty air filter, dirty air cooler, air leakage, water leakage, oil leakage and contamination, fouling of heat exchanger, pumps wear, failure of injectors(and many others).     

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.     

对船用低速柴油机NOx修正系数的研究

通过对MARPOL公约附则VI中NOx修正系数的研究表明，扫气空气温度属于可控制的进气参数，不需要出现在NOx修正系数公式中。作者研究认为进气温度、进气湿度和大气压力是三个重要影响因素，而将扫气空气温度与最高燃烧压力作为运行参数在ISO状况下对NOx值进行修正则更为合理，并推导出了新的NOx修正系数。     

船用大功率柴油机新型燃油系统的数值仿真

本文数值仿真了一种适合劣质燃油（重油）的循环式燃油系统（一泵二嘴四针阀），提出了处理喷油器和燃油分配器边界条件的准维模型以及用于喷油泵边界条件的新模型。该燃油系统已应用于MANB&WL60MC／MCE等大功率柴油机。与常规的数值仿真相比，求解管内流动的二队双曲型偏微分方程的边界条件发生了很大变化，这是燃油系统研究的难点和关键。预测结果与试验结果较为一致。本研究还进行了不同功率点变型方案的模拟研究和结构参数的优化设计分析，以满足不同船舶的需要。     

船舶柴油机供油系统故障诊断研究

柴油机燃油供给系统工作质量的好坏,直接影响柴油机的工作性能。阐述了在虚拟仪器中对柴油机喷油系统压力波的数据采集和特征参数提取,并介绍了在各种故障模式下柴油机喷油器产生故障的原因和特征参数的变化,利用人工神经网络模型实现故障诊断。结果表明,该方法可实现柴油机喷油器不解体故障诊断,在实际的故障诊断中具有一定的应用价值。