某船主机VVT系统故障实例及管理要点

<正>0引言可变气门正时(Variable Valve Timing,VVT)系统在柴油机低负荷和高负荷时,通过改变进气滚轮的位置,使柴油机在部分负荷和高负荷时进气定时相对改变:柴油机在低负荷状态下减少进气时间,提高气缸燃烧温度,降低烟尘的排放;柴油机在高负荷状态下增加进气量,提高气缸燃烧效率,降低油耗,降低氮氧化物的排放。这项技术已广泛应用于各大中型柴油机中,给管理者提出更高的要求。国内某先进的救助拖船配有2台MAN 6L48/     

闭式循环柴油机性能仿真研究

基于GT-Power软件建立了以某型柴油机为动力单元的闭式循环柴油机仿真模型,通过比较仿真结果与实验数据,验证了模型的准确性.改变进气成分、进气温度和系统压力,分析运行结果,给出了进气成分、比热比、进气温度及系统压力对闭式循环柴油机性能的影响规律.     

大气湿度对柴油机缸内工质热物性参数的影响

将有关热物性参数计算表达式嵌入KIVA-3软件中,这些参数包括压力、温度、比热容、比热比、比焓、导热系数、动力粘度、音速、压缩系数和普朗特数。通过改变进气成分,计算进气含湿量分别为0,5,10和20 g/kg时柴油机燃烧过程中缸内工质热物性参数的变化规律。计算结果表明,大气湿度对燃烧温度、比热容和普朗特数影响较大,对压力、比热比、比焓和音速影响较小,对压缩系数影响很小。含湿量增加,在高温时动力粘度和导热系数两者稍微增加。     

进气压力对柴油微引燃乙醇发动机的影响

基于单缸四冲程柴油机,对在船舶上具有应用前景的柴油微引燃乙醇发动机进行燃烧、性能及排放特性研究。以所采用发动机中能实现压燃着火的最小柴油量为固定引燃柴油喷射量,比较进气压力分别为0.15 MPa和0.20 MPa的工况组,通过改变柴油喷射时刻来进行工况扫描。结果显示:进气压力更大的工况,着火滞燃期更短,燃烧持续期更长,指示热效率更低;存在两阶段着火的工况点,第一阶段放热的占比更大;进气压力增大时,氮氧化物(NOX)排放更低,但未燃碳氢(UHC)与一氧化碳(CO)排放更高。     

四冲程柴油机的数学建模和故障诊断系统开发

四冲程柴油机是指柴油气缸的一个工作过程,包括进气、压缩、燃烧做功和排气4个阶段。四冲程柴油机是船舶的动力核心,其工作稳定性直接决定了船舶的运行状态。四冲程柴油机常见故障包括轴承故障、阀门损坏、漏油等,本文针对四冲程柴油机的故障特性,开发了柴油机的数学模型,结合振动信号和压力信号采集,建立了船舶四冲程柴油机的故障诊断系统。     

船用柴油机气缸压力信号采集与分析

文章针对4135四冲程非增压船用柴油机介绍了基于AC6111高速A/D数据采集卡的船用柴油机气缸压力信号采集分析系统。系统硬件由曲轴转角编码器、压力传感器、信号放大器、数据采集卡组成;利用VB编写气缸压力信号采集程序和热力过程计算程序,并且搭建GT-power模型仿真、验证其编写的热力计算程序。     

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。     

喷油正时对柴油机燃烧和排放性能影响的试验分析

试验分析喷油正时对柴油机燃烧及排放特性的影响规律。分析表明:喷油正时对柴油机燃烧和排放性能有着显著影响,随着喷油正时提前,缸内燃烧压力升高,压力升高率峰值增大,燃烧放热率峰值增大、燃烧始点提前,缸内燃烧温度升高;NOx排放随喷油正时提前明显升高,说明喷油正时滞后是降低柴油机NOx排放的有效措施。试验结果可为柴油机电控参数标定提供参考。     

进气氧浓度和EGR对船用二冲程柴油机排放特性影响研究

以MAN 6S35 ME-B9型船用二冲程柴油机为研究对象,在GT-POWER软件中建立其工作过程一维模拟计算模型,通过改变EGR率和进气氧浓度,研究废气再循环和进气氧浓度对柴油机动力性、经济性和排放性能的影响。结果表明,提高EGR率会降低柴油机燃烧速率和燃烧温度,有效降低柴油机NOx生成及其排放,EGR率在28.89%～38.58%之间,NOx排放为3.04～1.34 g/kW·h,满足TierⅢ标准,但需要牺牲一部分经济性与动力性。贫氧进气条件下,燃烧温度和燃烧速率降低,输出功率降低,燃油消耗增加,NOx排放降低,碳烟排放较高;富氧进气条件下,柴油机燃烧趋于完善,能量利用率高,动力性和经济性好,Soot排放低,但NOx排放高。高EGR率条件下,在一定程度上提高进气氧浓度,可使柴油机NOx排放满足TierⅢ排放要求,并维持Soot排放在较低水平,同时减少动力性、经济性的损失。     

船用增压柴油机不同负荷下燃烧排放性能研究

为了研究柴油机在不同运行工况下偏心燃烧室缸内燃烧及排放情况,采用三维流体数值分析软件AVL FIRE建立某型柴油机燃烧及排放的计算模型。通过对不同负荷下柴油机燃烧及排放的模拟,计算该型柴油机缸内压力、温度等参数随曲轴转角的变化及燃烧温度、燃空当量比、NO和Soot的分布情况。研究表明：随着负荷的增加,在高负荷下易出现燃油撞壁现象;NO生成量随着负荷的增大而增加,在负荷增大到一定值时反而减小;NO生成主要分布于燃烧室偏心侧,高工况时NO大量生成在燃烧室边缘;Soot主要集中在油束与缸盖之间的缝隙位置。     

论油膜——雾化燃烧

一、简化柴油机燃烧的放热规律几十年来,船用柴油机主要采取雾化燃烧方式,经过研试不断寻求改善的途径。现代大功率柴油机通过增压手段,动力性、经济性均能不断得到提高。但从燃烧效果来看,工作粗暴和严重的后燃,尚未得到根本解决。缸内空气利用率处于相当低的水平,从而不得不沿着进气压力日益提高,压缩比不断降低的方向前进。因此,比较普遍的看法是:“一般除降低压缩比以外,不管怎样改变燃烧室设计、涡流     

超高压进气二冲程内燃机的性能和排放仿真

超高压进气二冲程内燃机(UHPIE)是一种没有压缩冲程,进气为高压压缩空气的新型发动机。为验证UHPIE在性能和排放方面的巨大潜力和优势,使用AVL-boost将一台大型二冲程柴油机模型改变为UHPIE的形式,研究进气持续角、进气温度和进气压力对UHPIE的性能和排放影响。研究发现：较小的进气持续角、较低的进气温度和较高的进气压力有利于提升UHPIE的指示热效率,同时NOx和Soot的排放也较低。当进气持续角为10°、进气压力为9.1154 MPa、进气温度为40℃时,UHPIE的指示热效率为51.46%,NOx排放为0.021 g/(kW·h),Soot排放为0.00005 g/(kW·h),在该工况下UHPIE的性能和排放都远优于传统机型。     

EGR及进气压力对双燃料发动机燃烧和排放的影响

为解决船舶柴油机排放的NOx、soot和CO等污染物过多的问题,以济南柴油机厂出产的4190ZLC-2型船用中速机为研究对象,运用AVLF FIRE软件构建双燃料燃烧室模型,并验证该模型的准确性.通过仿真试验研究甲醇掺混比为20％的情况下,不同EGR率和进气压力对柴油机燃烧、排放和动力特性的影响,保证在柴油机正常燃烧性能情况下得出最佳的EGR率和进气压力.研究结果表明:EGR引入并配合混合燃料能大幅降低NOx排放量,可满足国际海事组织TierⅢ排放标准;放热率曲线会随着EGR率的增大而后移,且峰值增加,同时柴油机的动力性有不同程度的下降.在EGR的基础上适当提高进气压力不仅能优化柴油机动力性,而且可进一步降低NOx、soot和CO排放.经分析,当掺混比为20％、EGR率为10％时,NO排放较原机排放降下76.9％,soot排放量降低40.7％,指示功率降为51.26 kW;当进气压力提高至0.213 MPa时,指示功率增大至52.88 kW,柴油机的动力性得到优化.     

四冲程柴油机电控起动空气分配器的研究

传统的机械空气分配器存在着定时不精确、不能根据实时工况进气、易磨损泄漏等缺点。采用TMS320F2812DSP芯片作为处理器,利用TRD-NA1024NW光洋编码器采集曲轴转角信号,辅以相应的传输电路,可以准确控制气缸起动阀的启闭,使压缩空气在活塞处于膨胀行程上止点前后进入气缸,推动活塞下行,起动柴油机。     

基于CFD的船用相继增压柴油机切换点燃烧过程对比研究

利用STAR-CD和GT-Power软件对相继增压柴油机在切换点工况下一台增压器工作(1TC)和两台增压器均工作(2TC)的喷雾、燃烧过程进行了多维瞬态对比研究,通过计算得到了1TC和2TC的缸内气体流场、湍动能、温度场等信息.燃烧过程对比研究表明:相继增压柴油机在切换点工况,1TC的进气量充足,燃空当量比小,缸内燃烧情况更加平稳,因此1TC的缸内平均压力高于2TC,缸内平均温度低于2TC.     

8K90ME-C6型主机曲柄转角编码器故障

<正>0引言目前,MAN和WARTSILA电喷柴油机在新造船舶上广泛使用。曲柄转角编码器(Angle Encoder)代替传统概念的凸轮轴及驱动凸轮,是电喷柴油机的关键部件之一。曲柄转角编码器有A,B两组,同轴安装在主机自由端。正常情况下,A组工作产生的曲柄位置信号经信号放大器(TSA)接到每个缸的气缸控制单元(CCU),这样CCU就可以不断地检测曲轴的位置,并     

船用低速柴油机变工况性能预测

为提高容积法柴油机模型在全工况范围的准确性,使用非线性最小二乘法得到台架试验各种工况点的燃烧参数.通过非线性多元回归分析得到燃烧参数的回归模型,用回归模型代替传统的插值法计算柴油机变工况燃烧过程.仿真实验表明改进的容积法模型能准确地预测柴油机在变工况下的性能,模型的实时性佳.此模型对研究变距桨船舶柴油机的控制策略及其动态性能具有较强的实用价值.     

掺烧乙醇/水对柴油机燃烧与排放性能的影响

针对TBD234V6型柴油机,采用AVL-fire软件对额定工况下,不同乙醇/水掺混比进行三维数值模拟研究,对比分析缸内压力、缸内温度、缸内温度场、燃烧放热率、NOx浓度、NOx浓度场、Soot浓度、Soot浓度场,并通过赋权法确定最优乙醇/水掺混比。结果表明：随着乙醇/水掺混比的增加,缸内压力逐渐升高,燃烧放热率滞后,燃油消耗率呈上升趋势,但在0E10W时,最高燃烧压力下降率约为3.7%;燃油消耗率下降0.38%;缸内高温分布区域缩小,NOx和Soot浓度下降。通过计算确定最优掺混比为20E10W,此时,最高燃烧压力提升5.6%,燃油消耗率上升2.41%,NOx排放下降率约为18.8%,Soot排放下降率约为29.6%。研究结果可为船用柴油机采用柴油/乙醇/水三燃料燃烧提供一定的指导依据。     

基于单片机技术的重油乳化混合系统

为在船舶柴油机上燃烧乳化重油,开发了一种能动态调节油水比例、保持油水比例稳定的智能混合系统。单片机采集柴油机转速信号、油流量信号以及乳化重油流量信号,通过对这些信号的处理和计算,实现对水流量的精确计量和控制,从而达到柴油机燃烧工况所需的最佳油水比例。试验结果表明,此智能混合系统不仅能避免单纯燃用重油引起的高有害气体排放量的问题,且价格低廉,结构简单,容易控制,节省燃油,具有很大的社会和环境效益。     

某船用柴油机冒黑烟故障分析

为解决某船用柴油机冒黑烟故障，减少柴油机对海洋空气的污染，文章通过采集柴油机在典型运行工况下的进气压力、排气温度、发动机转速等数据并进行分析，同时对喷油器进行拆检，对柴油机的进排气系统和燃油系统的安装进行检查，并对燃油油品进行分析。结果表明，该柴油机冒黑烟主要是由于燃油油品差、燃油滤芯更换不及时，造成喷油器针阀卡滞，喷油器雾化不良。