柴油机燃油喷射系统参数优化匹配对NOx排放的影响

基于某船用柴油机燃油喷射系统的电控化改造,利用AMESim和AVL_FIRE仿真软件分别建立燃油喷射系统仿真模型与柴油机缸内燃烧模型,采用一次回归正交试验设计方法对燃油喷射系统参数进行优化,再运用二次回归正交试验设计方法将优化结果与喷油提前角(16°CA~24°CA)匹配优化。研究结果表明,初步优化得到的三组参数组合匹配下的喷油压力均高于105 MPa,经过再次优化的8×0.26 mm-15.0 mm-0.46 mm/°CA-900 mm-20.02°CA(喷孔数×孔径—柱塞直径—凸轮型线速度—油管长度—喷油提前角)参数组合下NO_X排放量最低,生成的NO_X质量分数为0.089 6‰;通过回归分析建立NO_X排放量数学预测模型精确度较高,测量最优点(以NO_X排放量为优化目标)误差低于3%,可以用于参数优化匹配研究。     

柴油机燃烧室形状对排放特性的影响

针对105柴油机排放存在的问题，通过两种不同形状燃烧室的对比试验，证明中央带凸台缩口的燃烧室，适当延迟供油定时可明显改善排放特性。     

大型低速柴油机燃油喷射系统的发展趋势——电子喷射

机械式燃油喷射系统不能同时满足NOx的排放限制和经济性对燃油系统的要求,电子喷射系统是解决这一问题的方法之一。同时,电子喷射系统具有一些机械式喷射系统无法具有的优点,是大型低速柴油机燃油系统的发展方向。     

新一代低速柴油机燃油喷射系统简介

介绍WAERTSILAE瑞士公司开发的低速船用柴油机SULZER RT—flex，它采用了先进的共轨燃油喷射以及全电子控制技术，并与传统低速柴油机技术进行了比较。     

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。     

柴油机燃油喷射系统的仿真计算及分析

较全面地分析了柴油机燃油喷射系统的仿真计算的影响因素,给出了仿真计算的基本数学模型,研究并分析了传统和电控喷油系统仿真计算的特点,分析了现有计算模型的现状及部分缺陷,并就其发展提出了一些建议。     

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。     

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。     

船用中小缸径直喷式柴油机燃烧室中油线网分布的计算

直喷式柴油机燃油喷射所构成的油线在燃烧室中的落点分布，对燃烧系统性能影响极大。本文针对船用中小缸径直喷式柴油机的结构特点，介绍了燃烧室中油线网布置的一般原则和具体方法，建立了油线网的计算模型。由此，即可通过计算机对燃烧室与喷油系统匹配实现辅助设计。     

燃烧室薄陶瓷喷涂隔热对柴油机性能和排放的影响

介绍柴油机燃烧室薄陶瓷喷涂隔热对其性能和排放的影响,测得薄壁陶喷涂的隔热度,并对其性能和排放进行了测量,试验结果表明其性能和排放均得到了改善。     

运行参数对双燃料船用柴油机燃烧和排放性能的影响

为研究运行参数对天然气-柴油双燃料船用发动机燃烧和排放的影响,运用AVL_FIRE仿真软件基于4190Z_LC-2型船用中速柴油机,构建燃烧室高压循环模型。通过将仿真数据和台架试验得到的缸压曲线进行对比,验证模型的准确性。采用模型仿真,研究运行参数对燃烧和排放性能的影响。结果表明:天然气替代率可以明显改善NO的排放,过高的替代率会降低指示功率,损失部分动力性;提高进气温度可改善燃烧质量,合适的进气温度可以改善动力性和经济性;提高进气压力有增压效果,适当提高进气压力可获得较好的动力性和排放性;喷油提前角的增大,会延长滞燃期,缩短后燃期,而合适的喷油提前角可以避免工作粗暴,改善柴油机动力性。     

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。     

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。     

涡流比对柴油机NOx排放的影响

利用KIVA-3V程序模拟了柴油机的燃烧过程,通过改变涡流比的大小计算了缸内燃烧的压力、温度和有害物质NOx的生成浓度。通过对柴油机燃烧过程的模拟计算可分析得出,当涡流比增大时,NOx排放值升高,表明减小涡流比可以降低NOx的排放。但是,燃烧室内的涡流过强和过弱对发动机的性能都是不利的,对具体的燃烧室结构和喷油系统,合理匹配涡流运动十分必要。     

喷油器参数对船用低速机燃烧特性 影响的仿真研究

对某船用低速二冲程柴油机在不同喷油器参数下的喷油及燃烧过程进行了三维CFD性能仿真分析。结果表明：随着喷油器喷孔数量增多,燃油蒸发雾化质量更好,进而对燃烧过程和排放物生成产生明显影响;同样,随着喷油器喷孔夹角减小,燃油蒸汽分布的区域更广,进而对燃烧过程和排放物生成产生明显影响;研究能够为喷油器参数优化,燃油喷射系统改进提供参考。     

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。     

某船用中速柴油机排放特性试验

对某船用中速柴油机的电控化改造前按推进特性进行了排放试验.试验分析结果表明:该机低转速、低负荷区CO排放浓度低,HC排放浓度高,而高转速高负荷区CO排放浓度高,HC排放浓度低;NOx排放浓度最高位于800r/min附近,而NOx比排放随转速和负荷的升高而降低,其变化趋势主要受油耗率的影响.试验结果可供相关技术人员参考.     

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。     

G4135柴油机燃烧过程数值模拟的研究

采用三维CFD软件,以G4135直喷式柴油机为对象,运用多维燃烧模型,对缸内燃烧过程进行数值模拟。计算了不同曲轴转角下的气体速度、压力、温度、氧气浓度和碳烟浓度等,计算所得数据与相关文献相吻合。结果表明FLUENT所提供的燃烧模型可以作为预测柴油机缸内燃烧的一种有效手段,并为进一步研究同类型柴油机的燃烧性能提供了依据。     

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)。