柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施

从提高动力性角度出发,分析了将柴油机改装为天然气发动机面临的主要问题以及从燃烧方式、增压中冷、供气系统、点火技术四个方面开展的研究方向和加以运用的具体技术措施．     

压缩着火天然气发动机的技术现状与展望

围绕天然气发动机压缩燃烧技术的研究，文章综述了近年来国内外在这一领域的研究成果，分别从燃烧系统组成、燃烧性能、优势、问题等方面对均质混合压缩燃烧式和非均质压燃式天然气发动机进行了介绍，在此基础上对各种形式的压燃天然气发动机的应用前景进行展望。     

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。     

喷孔位置对船用天然气发动机燃烧及排放影响的模拟研究

为了探究天然气与柴油喷孔位置对天然气发动机燃烧和排放的影响,基于L23/30天然气发动机,建立了柴油引燃天然气的发动机模型,利用CONVERGE软件对燃烧过程和排放进行模拟分析。模拟结果表明：由于天然气与柴油喷孔位置变化的影响,会导致柴油引燃天然气在空间的变化,因此对发动机的燃烧和排放造成了影响,通过对比不同喷嘴间的距离和不同喷嘴分布的设计方案得出,采用中心对称设计时获得了较好的燃烧和排放性能。     

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。     

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。     

船用气体燃料发动机的发展与技术分析

介绍气体发动机在船舶上的应用现状和主要机型以及当前船用气体发动机应用的稀薄燃烧技术,燃气、空气混合技术,电子管理技术,认为采用稀燃和先进的电子控制等技术,无需排气净化,就能满足严苛的排放法规.     

MAN ME-GI与WARTSILA2-S DF船用双燃料发动机比较

<正>0引言天然气的主要成分包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等,其中甲烷占70%~90%,硫化氢及氮气含量微小。天然气的燃点较高,约为650℃。以天然气为燃料的发动机在压缩过程中缸内气体温度达不到其自燃点,必须依靠电火花点火,或者先喷入少量柴油(柴油燃点一般为220℃),待柴油自燃后再引燃天然气。柴油-天然气双燃料二冲程发动机是在电控二冲程柴油机的基础上发展起来的,是1种既可以燃烧天     

船用LNG动力发动机部分关键技术

为研究国内外液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)动力发动机的技术差异,列表总结国内外LNG发动机的技术现状,并对空燃比、动态特性及点火技术等因素对其动力性、经济性和尾气排放的影响进行分析。结果表明:影响NO_x生成的主要因素有工作循环方式、空燃比、引燃油量和负荷等;提高空燃比可改善发动机的热效率及NO_x排放,但会影响其动力性和THC排放;点火技术影响空燃比,点火能量升高或柴油微引燃可拓宽稀燃界限,且点火或喷油提前角增加,缸内最高压力、温度和NO_x排放增加,THC和CO减小;采用可变截面涡轮增压技术可改善发动机的动态响应、经济性和尾气排放;双燃料模式与纯柴油模式相比,HC和CO排放增加,NO_x和PM排放减少。     

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％...     

船用天然气发动机技术现状及发展

为促进我国船用天然气发动机技术进步,结合当前各种类型船用天然气发动机的特点,分析我国船用天然气发动机(包括改造机和新造机)的技术问题,指出纯气体机与双燃料机的性能优劣及技术特点,提出我国船用天然气发动机未来发展方向和建议。     

LNG增压输送模块性能试验及其研究

以天然气为燃料的环保发动机,如天然气的气体机,以及天然气和柴油的双燃料机等,近年来得到迅速发展。作为这些发动机燃料供给系统中的重要一环,液化天然气(LNG)增压输送模块是影响发动机运行性能的关键设备。文章针对LNG增压输送模块的性能试验进行了相关研究,阐述了试验方法、试验场地、试验设备、试验数据分析和试验注意事项等。整个试验方法在真实反映模块和潜液泵实际工作性能的同时,或可使生产厂家以及用户快速、经济地进行该LNG增压输送模块的性能测试。     

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。     

LPG发动机缸内Nox分布及其排放的预测研究

借助CFD软件Star-CD,将基于β函数的概率密度函数方法应用于描述LPG发动机缸内不同区域的温度来模拟NOx的生成,同时考虑了缸内湍流场中组份和温度场的脉动。给出了在火花点火的燃烧方式下,LPG发动机在不同曲轴转角下缸内NOx的时空分布。计算和试验结果吻合良好。与其它PDF方法相比更趋理性,为研究和改善发动机的排放提供了参考。     

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。     

喷油正时对双燃料船用中速柴油机燃烧性能影响研究

为了研究喷油正时对船用中速发动机燃烧性能的影响,本文以MANL23/30H中速柴油机为研究对象,通过数值模拟技术搭建柴油、双燃料发动机的计算模型,以原始发动机实验数据为参照,进行模型的校准与完善.通过改变天然气替代率(0％,25％,50％,75％)以及喷油正时(SOI=-10℃A,-5℃A,0,5℃A),进行船用中速柴...     

部分预混耦合EGR对天然气直喷发动机的影响

以一台四冲程高压直喷天然气发动机为研究对象,模拟研究了5种天然气预喷量耦合5种废气再循环（EGR）率对部分预喷天然气发动机的燃烧和排放特性的影响。结果表明,相比于高压直喷模式,部分预喷模式有着更高的缸内峰值压力、峰值热释放率和最大压力升高率。预喷比例的增加会提前发动机燃烧相位、缩短燃烧持续期,进而降低发动机的指示燃料消耗率,但是EGR的加入会削弱这种效果。较高的预喷量耦合中等比例EGR能够削弱NOx-soot的“trade-off”关系;30%EGR率耦合40%预喷量能够使发动机具有较低的指示燃油消耗率,产生较低的甲烷、未燃HC和CO排放,以及优于非预喷方案的NOx和soot排放特性。     

船舶柴油机燃料油使用性能——点火燃烧特性的试验研究

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究所“Bolnes 3DNL 170/600HF”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，得出这些燃料的适用性结论。     

氢氧燃烧高压高速发射技术问题研究

通过分析提高常规火炮初速遇到的瓶颈问题,突破火药固有能量、火药燃气分子量的限制,解决火药燃烧过程不易控制的难题,在分析氢氧燃烧存在热能高、推进速度快等特点的基础上,提出氢氧燃烧发射需要解决的确定参与燃烧的气体成分和比例关系、确定参与燃烧的氢氧总质量、确定点火能量/点火方式/点火点数量、建立燃烧模型、弹丸挤进过程分析、建立弹丸的运动学和动力学模型和内膛烧蚀机理研究等7个科学问题和设计燃烧室的结构、选择密封方式、低温燃料的供给、确定弹丸形式和确定连续发射方法等5个技术问题,为氢氧燃烧高压高速发射技术明确了研究重点和方向。     

船用HND三燃料发动机研究进展及发展趋势探讨

由于船用发动机节能减排的需要,使用清洁能源作为替代燃料成为一个重要的发展方向。结合国内外针对氢-天然气-柴油(HND)三燃料发动机的研究,分析此类发动机燃烧性能和排放性能。增加氢气在混合燃料中的比例使得发动机缸内压力峰值提升,缸内温度增加,有助于提高发动机效率和机动性;一氧化碳、二氧化碳、总碳氢排放随氢气比例的升高而减少;氮氧化物排放有所增加;颗粒物排放显著减少。随着氢能源战略的发展,船用HND三燃料发动机在未来有望得到商业化推广应用。