可变压缩比技术对柴油机性能的影响

利用GT-power软件研究不同压缩比对某4JB1型中冷增压系统柴油机燃油经济性和排放性能的影响规律。模拟结果表明,当发动机处于高负荷的工况时适当降低压缩比可以有效控制氮氧化物(NOX)的生成,处于低负荷的工况时采用高压缩能节约燃油。研究对柴油机压缩比参数的优化具有一定的参考价值。     

高排气背压柴油机配气相位优化仿真及试验研究

搭建某16 V增压柴油机的一维仿真GT-power模型,并通过试验数据对模型进行标定。分别对柴油机在高排气背压下工作时,进气早开角、进气晚关角、排气早开角和排气晚关角对柴油机性能的影响进行了计算和分析,并且借助多学科设计优化软件Isight,采用改进的非支配排序遗传算法对配气相位进行了多目标优化。最后在寻优结果的基础上,进行试验研究。结果表明高排气背压下工作的柴油机,配气相位优化的主要方向是通过减小进气早开角和排气晚关角以减小气门叠开角,从而减小高排气压力对缸内废气倒灌以及进气道倒灌的影响;在降低涡前排温的同时,由于充气效率的降低,会导致柴油机的燃油消耗率升高;通过多目标优化对配气相位优化后,涡前排温降低了10.9℃,有效地改善了柴油机在高排气背压下的热负荷问题。     

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.     

6180型增压柴油机性能改进试验研究

本文首先分析了原6180CZL型柴油机存在的问题,然后论述改进其性能指标、降低燃油消耗率所采取的技术措施。这些措施主要包括:为该机设计、匹配新的废气涡轮增压器;采用新的进排气管系布置;配气凸轮及其正时的最优化计算和试验;提高高压油泵的喷油速率;气缸盖进排气流道的优化试验和优选燃烧室的结构型式,並与喷射油束取得最佳的匹配等。经过对上述各系统进行的一系列优化试验研究后,柴油机的平均有效压力达到1.33MPa,功率331千瓦(450马力),燃油消耗率降低了15克/千瓦小时,达到212克/千瓦小时(156克/马力小时)的先进水平。     

控制船舶柴油机排放的最佳方法

有许多控制柴油机排放的方法，但有方法会引起燃油消耗率增加，零件腐蚀或热负荷提高等问题，因此，必须对控制柴油机排放的方法进行优化，实践证明，分层喷水和ＳＣＲ系统是降低柴油机排放的是最佳方法。     

船用柴油机STC系统设计与试验研究

针对某船用增压柴油机,对其进行相继增压(STC)系统进、排气管路,排烟管和气动蝶阀控制系统的设计与改造。通过试验,研究了在推进特性工况下,采用1TC和2TC对柴油机燃烧和排放性能的影响。结果表明,采用STC系统相比原机常规增压在低工况(P≤40%Pe)时可以达到提高柴油机动力性,降低燃油消耗率,减少NOx和Soot浓度的目的。其中,最高燃烧压力在10%Pe相比原机增长幅度约为21.2%,燃油消耗率下降约4.7%,而NOx浓度最大降低率约为22.92%,Soot浓度最大减小率约为48.83%。     

二次进气预膨胀涡轮增压系统

文中介绍了二次进气预膨胀涡轮增压系统，该系统能降低燃油消耗率、机械负荷和热负荷，曾在6PA6L280柴油机上进行了性能模拟及试验研究，试验结果与理论预测很一致。若涡轮增压器总效率大于65％时，该系统能回收剩余废气功而不用动力涡轮，在结构上也大大简化，可减少不用动力涡轮系统的附加投资。为了验证这一特性，对6MANL58／64柴油机进行了模拟计算，与一般增压系统比较，结果令人鼓舞。     

12VE230ZC-C型柴油机的研制

介绍了１２ＶＥ２３０ＺＣ－Ｃ型柴油机研制过程中,为提高柴油机功率,降低燃油消耗率、延长大修期所进行的设计研究,及样机的性能试验,可靠性试验、装船试验的试用情况。     

船用LNG发动机掺烧模拟废气-燃料重整气缸内燃烧过程仿真

为研究废气燃料重整再循环技术(REGR)对船用LNG发动机性能的影响,搭建试验台架,进行性能测试;运用AVL-fire软件建立发动机燃烧室仿真模型,并依据试验数据验证仿真模型的准确性。基于该模型进行各负荷下不同废气再循环系统(EGR)率及在确定的EGR率下掺烧不同比例模拟重整气的仿真计算,并以75%负荷下的工况为例进行详细分析。计算结果表明,随着EGR率的升高,缸内平均压力和平均温度的峰值下降,燃烧过程整体后移,燃烧持续期增加,发动机的指示功率和NO比排放下降,指示燃油消耗率增加;掺混重整气比例增加,缸内平均压力和温度峰值升高,燃烧持续期缩短,指示功率和NO比排放升高,在重整气掺混率升高到一定程度时,指示燃油消耗率明显下降。综合分析发现,使用REGR技术可在不牺牲发动机的动力性和经济性的前提下降低液化天然气(LNG)发动机的NO比排放。     

MTU柴油机的新型燃油喷射系统

MTU柴油机以功率大、作功能力强、重量轻、体积小、燃油消耗率低、维修简单方便、可靠性高而受到广大用户的青睐,广泛应用于机械工程领域。最新开发的2000、4000和8000系列柴油机由于采用了新型电子燃油喷射系统,其经济性和动力性进一步提高,排放进一步优化,整体性能进一步完善。文中对这三种系列柴油机电子喷射系统的工作原理及特点进行了分析和评述。     

船舶混合电力推进系统设计及优化控制仿真

为改善带有储能系统的混合电力船舶推进系统能效,提出一种适用于混合电力推进船舶的控制策略,以锂电池组的荷电状态为状态参数,根据不同电力负荷下的负载变化趋势和柴油发电机组的最佳燃油消耗率曲线,实现多台组网工况下的最佳增减机控制及单台在网工况下的最佳负荷调整。仿真验证表明,通过控制在网发电机组台数及单台发电机组功率负荷,可以降低船舶混合电力推进系统的燃油消耗,改善柴油机工作效率。     

潜艇围壳流场效应利用的新途径

用试验测定了潜艇围壳流场的压力分布，提出将通常设置在围壳尾缘处的柴油机排气口改在潜艇围壳流场的负压区，以提高潜艇在通气管状态下柴油机的功率，降低燃油消耗率、排温和噪声等。     

基于GT-Power的四冲程柴油机喷油策略优化研究

文章采用台架试验与仿真计算相结合的方法开展研究,利用内燃机一维仿真计算软件GT-Power建立4135型船舶柴油机仿真模型,在完成四冲程柴油机仿真模型验证基础上,研究了喷油定时和喷油持续时间对燃烧及整机性能的影响。结果表明,全负荷工况下,选择-15°CA喷油提前角及30°CA的喷油持续时间可实现更高的功率输出和更佳的燃油消耗率。     

自主品牌船用低速柴油机燃油喷射技术

针对电控燃油喷射技术在低速机领域的应用,以自主设计、开发的"HHM-6EX340EF小缸径低速柴油机"采用最新的电控高压共轨燃油喷射技术为例,详述该系统的基本结构、工作原理、试验测试及整机测试结果。测试结果表明:该型整机满足国际海事组织Tier Ⅱ排放要求,部分负荷点燃油消耗率略优于同等功率机型。     

柴油机掺烧气体燃料的低负荷性能试验研究

采用试验方法研究柴油机低负荷工况掺烧LPG和CNG燃料的经济性和排放性能,探讨气体燃料掺烧比例、喷油提前角和压缩比对低负荷性能的影响,研究表明,柴油机低负荷掺烧气体燃料会导致燃烧室温度下降、燃烧不良、经济性下降和HC排放急剧增加,因此,减少气体燃料掺烧比例、增大喷油提前角、减小喷油器的喷孔直径和适当增大压缩比,有利于改善柴油机掺烧气体燃料的低负荷性能。     

柴油机活塞热负荷影响规律研究

为研究特殊环境下性能参数变化对柴油机活塞热负荷的影响,在高背压条件下,开展增压系统、燃油系统、配气系统参数变化对活塞热负荷变化规律的影响研究。通过建立活塞热负荷模型进行不同性能参数对活塞热负荷的影响分析,并基于活塞热负荷影响规律分析结果,将对热负荷的控制转换为对柴油机平均燃气温度和平均换热系数的控制,确定柴油机热负荷优化控制策略和控制方案,并通过试验验证优化方案的合理性,为柴油机性能参数的选取提供依据。     

电控单体泵对某型船用柴油机的优化研究

本文通过改变喷油嘴孔径、喷油器启阀压力、单体泵相位差、柴油机冷却水温度进行油耗对比试验,得到负荷特性和推进特性下的经济性最优点,然后通过适当牺牲经济性来改善排放,并与原机进行对比。NOx和CH的浓度都有明显的降低,NOx最大降低79%,CH最大降低达79.7%,表明对传统机械泵柴油机进行电控单体泵改造是降低排放的一种有效措施。     

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。     

船舶柴油机节能技术概述

文中分别从提高柴油机的有效功率和经济性两个方面阐述船舶柴油机节能技术的现状与发展。其中一些节能途径已经达到极限不能再提高,而有的则是当代柴油机技术研发的主要方向。提高柴油机有效功率的途径主要有：增加每转的工作行程数、增加气缸数、提高柴油机的转数、增大气缸直径、增大行程及提高柴油机平均有效压力。提高柴油机经济性的途径主要有：使用涡轮增压器、增加行程缸径比、改进燃油喷射系统、增大压缩比、改善换气过程提高换气质量、柴油机废热再利用等。     

电喷主机在现代船舶上的应用

目前,船舶大型低速柴油机大多使用的机械式燃油喷射系统,这种传统的喷射系统由于结构上的限制,不能同时满足柴油机的经济性和排放要求.因为,在喷油量一定的条件下,为了提高柴油机的经济性要求喷油（供油）提前角适当增大些,然而为了降低柴油机NOx的排放,要求喷油（供油）提前角适当减小些.为此,少数类型的船舶低速柴油机通过使用可变正时机构来调整喷油提前角.但是由于结构复杂,在使用过程中其准确性和可靠性都不太理想,且供油正时、供油规律还随机件磨损而发生变化.由此可见,机械式燃油喷射系统很难满足经济性、可靠性和环保的发展需求.