天然气-柴油双燃料船用发动机燃气喷射系统及推进特性研究

对大型双燃料发动机的燃气喷射系统进行了研究。该喷射系统兼具电磁驱动易控制及液压驱动力大的优点,喷射量大且响应性好。将6210ZLDS柴油机改装为双燃料发动机后进行的推进特性试验表明,双燃料运行模式功率随转速的变化曲线与纯柴油运行模式几乎无差异。该喷射系统可应用于大功率双燃料船用发动机,并具有良好的适应性。     

喷射压力对直喷天然气发动机燃烧特性的影响

天然气作为直喷式天然气发动机重要的燃料,其喷射压力对发动机燃烧特性有重要影响。采用CFD软件研究了不同天然气喷射压力对船用柴油引燃天然气直喷发动机燃烧性能的影响。结果表明:天然气喷射压力越大,其滞燃期和着火持续期越短;总放热量少,其NOx排放越低,但HC排放越高,Soot和CO排放先低后高。喷射压力越高,速度动能越大,混合越均匀燃烧更充分。喷射结束速度衰减较快,不利于混合与燃烧。天然气喷射压力的研究有利于优化发动机工作性能。     

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)。     

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。     

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。     

柴油引燃缸内直喷天然气发动机燃烧和排放特性研究

为研究天然气和柴油喷射时刻对双燃料发动机的燃烧特性的影响,通过AVL-FIRE软件,以固定喷射间隔下的不同喷射时刻为研究变量,对其进行仿真研究。研究结果表明:随着天然气喷射时刻的推迟,缸内平均压力和温度的峰值逐渐降低,减小了发动机的机械负荷和热负荷;天然气于上止点时刻喷射,速燃期和缓燃期的时间之和最短,燃烧过程最快;氮氧化物排放量随喷射推迟有明显减少,故推迟燃料的喷射有利于优化排放。     

双燃料发动机——新型液化天然气船主推进装置

目前,双燃料发动机快速进入液化天然气船主推进装置市场,改变了蒸汽轮机独占整头的传统局面,凭其优势决定了未来发展趋势。该文介绍两种双燃料发动机及其推进装置,阐述其工作原理和优势。     

不同喷油正时对双燃料发动机燃烧性能的影响

为了研究双燃料发动机缸内燃烧情况及其排放特性,本文以4135ACa型高速柴油机为基础研究对象,利用商用CFD软件FIRE对其进行一定燃气工况下的数值计算,通过导入CHEMKIN所构建的化学动力学机理与喷雾破碎、湍流流动等基础模型相结合,构建了发动机的三维工作过程,并分析了不同喷油策略对该工况下发动机燃烧及排放的影响。结果表明随着喷油提前角的减小,燃烧放热规律整体后移,缸内爆发压力与温度随喷油提前角减小而减小,但是瞬时放热率均大于纯柴油。在喷油提前角为4℃A BTDC时,缸内爆发压力接近纯柴油状态,NOx排放量与纯柴油工况相近,当喷油提前角为2℃A BTDC时,NOx排放满足要求,但缸内平均温度仍比纯柴油模式要高。     

适用于低温条件下的双燃料发动机燃烧机理研究与应用

本文研究和建立一种包括172个组分、818步反应、适用于低温条件下的双燃料简化机理模型,用来预测双燃料发动机的燃烧和排放特性.机理模型针对点火延迟、层流火焰速度进行了验证,结果表明本文建立的简化机理模型可靠.最后,将本文简化的柴油/天然气双燃料机理模型耦合到CFD软件中,研究不同LNG替代率(0、30％、60％、90％...     

船用柴油机双燃料系统设计及其特性

随着排放法规的日趋严苛和运输市场竞争日益激烈,为降低航运业运营成本、保护环境,船舶发动机燃油系统不断被改进,双燃料发动机以其污染更少、燃料价格较低, 成为研究热点。本文介绍了一种新的船用柴油天然气双燃料系统,并为系统设计了性能可靠控气精准的组合喷射阀。为了提高系统适应性,设计了通过T-S模糊控制算法处理油耗和转速信息得出系统的天然气喷入量的控制系统,不安装限油装置,最大限度地利用了原柴油机的控制系统,通过发动机自身调节机构对引燃柴油量调节,安装简单方便。在台架实验中,双燃料发动机的替代率随着转速的升高逐渐增大,在额定转速（负荷）点工作时,替代率达到了73%,费用节省率达到了31%,运行可靠稳定。     

双燃料主机及其系统应用

以大连中远船务28 000 m3绿色LNG运输船作为背景,结合《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》、《天然气燃料动力船规范》等相关规范的要求,探讨LNG动力船舶的设计要点.     

LNG燃料技术在大型汽车运输船上的应用

基于LNG双燃料大型汽车运输船项目的开发介绍了以LNG作为船舶燃料的规范标准和风险评估流程,进一步从ME-GI双燃料主机、LNG燃料舱、燃料供给系统等方面阐述了LNG双燃料大型汽车运输船设计和建造的关键技术,为建造经济、环保、安全的LNG动力船提供了建设性思路。     

天然气发动机的研究

随着汽车业的飞速发展,汽车的保有量迅猛增长,于此同时环境污染和资源紧缺的问题随之产生。寻找低污染的清洁能源已成为了当今社会的燃眉之急。天然气是一种理想的清洁能源,本文介绍了天然气作为汽车燃料的一些优点及存在的一些问题,并针对这些问题提出了相应的解决方法。     

双燃料发动机在LNG运输船上应用难点与对策

介绍电力推进液化天然气（LNG）船应用双燃料发动机之后,由于在机舱区通入燃气管路而采取相应的特殊设计和安全措施。机舱区的安全区域和危险区域需重新划分;双燃料发动机的排气系统、滑油系统和冷却水系统等主要管系均需作有针对性的特殊设计,同时需设计不同控制等级的应急切断模式;此外,还需全面考虑燃气探测系统和强制通风系统等安全装置的设置。在完成初步设计之后,需通过开展全面的风险评估和故障诊断分析确保双燃料动力系统的安全性和可靠性。     

压力自适应活塞对天然气-柴油双燃料发动机的影响

为改善天然气-柴油双燃料发动机的动力性能和抑制爆震,研究压力自适应活塞(PSAP)技术.基于遗传算法对碟簧进行优化设计,并在MATLAB/Simulink中建立发动机数值模型.结果 表明,活塞位移主要集中在燃烧行程,预紧力是影响活塞性能的重要因素;PSAP机型在25％、50％和75％负荷下的循环动力过程功相比原机分别增大61 J、88 J和148 J,动力性能有所改善;PSAP机型在90％和100％负荷下的最大压升率相比原机分别下降0.32 MPz/(°)和0.31 MPa/(°),工作粗暴程度和爆震趋势有所减弱.     

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.     

船舶柴油机燃料油使用性能

叙述分析了掌握船舶柴油机燃料油点火燃烧特性的重要性及目前国内外对点火燃烧特性的研究和评价方法,给出在交通部上海船舶运输科学研所“Ｂｏｎｌｅｓ３ＤＮＬ１７０／６００ＨＦ”台架上对国内各海运局普遍燃用的几种燃料油和最近中国石油化工总公司以新工艺（减粘裂化）生产的船舶柴油机燃料油就点火燃烧特性进行试验研究的结果,得出这些燃料油的适用性结论。