船用柴油机缸压在线监测系统开发

研制由基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的数据采集硬件和以NI LabVIEW为开发平台的上位机软件组成的船用柴油机缸压在线监测系统,数据采集硬件通过以太网与上位机相连。该系统在线采集上止点、曲柄转角和各缸气体压力等信号,通过等曲柄转角化、上止点标定和多周期平均等处理,计算平均指示压力、压缩压力、爆发压力、燃烧始点及膨胀压力等气缸压力特征参数和放热率;气缸压力特征参数既可用图表形式单缸显示,也可用柱状图形式多缸对比显示;测试结果通过数据库进行管理,以便于后续进行历史趋势分析。经过柴油机试验,验证该系统满足设计要求,可实现对柴油机运行状况的实时监测。     

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。     

大功率中速与高速单缸柴油机乳化油试验研究

本文论述了国内外柴油机燃用乳化油时的节油效果。，给出了大功率中速和高速单缸柴油机燃用乳化油的试验。在大功率中速和高速单缸柴油机上曾进行了一系列乳化油燃烧试验，试验证实了乳化油的节油效果。大功率２８０型中速单缸柴油机燃用乳化油时的最大平均节油率为３．４６％，最大排温下降度为５０℃，爆发压力并无明显变化。     

基于非线性-线性ESO切换策略的船舶柴油机转速控制

为更好地适应船舶柴油机转速和负载分布范围广泛的特点，针对船舶柴油机转速控制，在分析扩张状态观测器（ESO）特性的基础上，结合非线性ESO(NLESO)和线性ESO(LESO)的优点，通过切换策略构建基于NLESO和LESO的自抗扰控制器（ADRC）。该控制器考虑了实际柴油机转速控制中基于曲轴转角计算和控制的特点，其计算和控制由曲轴转角信号定角度触发，并对曲轴转角触发的ESO进行了稳定性分析。最终的发动机试验表明：相对于PID控制器、线性自抗扰控制器和非线性自抗扰控制器，基于切换ESO的自抗扰控制器对柴油机转速和负载变化具有更好的适应性和鲁棒性。     

船舶柴油机性能监测分析仪的研制

船舶柴油机性能监测分析仪是一种基于现代测试与计算机技术,能适用于实船环境的柴油机示功图测试设备,该仪器主要由压力传感器、曲轴转角传感器、数据采集器和计算机软件组成,具有上止点标定、示功图主要指示性能指标计算与分析、测量数据的数据库管理等和报表输出等功能,为船舶柴油机性能监测与故障诊断提供了有效的技术手段.     

船舶柴油机性生能监测分析仪的研制

船舶柴油机性能监测分析仪是一种基于现代测试与计算机技术,能适用于实船环境的柴油机示功图测试设备,该仪器主要由压力传感器、曲轴转角传感器、数据采集器和计算机软件组成,具有上止点标定、示功图主要指示性能指标计算与分析、测量数据的数据库管理等和报表输出等功能,为船舶柴油机性能监测与故障诊断提供了有效的技术手段.     

柴油机性能研究中的频域分析方法

在频率域中对柴油机气缸压力、进排气压力进行了计算分析，阐明了上述气体压力信号的频域特征及其与柴油机热力过程之间的关系，并给出了频谱分析应用于柴油机性能改进研究的实例。     

增压柴油机降低压缩比的试验研究

根据国外超高增压柴油机降低压缩比的实例，论证了低压缩比高增压试验研究工作的必要性，介绍了本试验研究装置的建立、试验台的总布置、试验工况调整方法、试验结果分析及试验达到的水平，在国内首次成功地实现了压缩比低到７，平均指示压力高达２．６２ＭＰａ的低压缩比高增压的单缸模拟试验，也证实了所建立的试验装置是适用的。     

二级废气涡轮增压柴油机技术探讨

近二十年来柴油机的单缸功率飞跃提高,几乎增大了四倍。从柴油机参数指标考察,由于提高功率平均有效压力P_(me)几乎提高了三倍,活塞平均速度C_m相继提高了20％。目前,大功率高速柴油机的平均有效压力约为13～18.6巴,四冲程中速柴油机的平均有效压力约为13～20.9巴,大型二冲程低速柴油机的平均有效压力约为9～13.95巴(1巴=1.02公斤/厘米~2)。与平均有效压力相比,柴油机转速提高的幅度不大,目前大功率高速柴油机活     

示功图自动测取与功率计算软件的研制

示功图是判断柴油机燃烧状况的重要手段之一。随着计算机日新月异的发展，船舶自动化程度也越来越高。本文将开发一种示功图自动测取与功率计算软件以替代传统的机械测取或手动测取，并能自动即时精确计算柴油机单缸功率。软件通过实际使用，效果非常良好。     

舰船用柴油机燃烧放热规律数值分析方法

为寻找一种在舰船环境下简单快捷、准确地确定柴油机燃烧规律的方法,通过测取进气歧管的压力和温度来确定进气充量和压力零线,使用并对比两种数值计算方法的准确性,针对实船条件下无法使用编码器触发采集的问题,使用齿轮脉冲信号对曲轴转角进行标定。实验结果表明,通过进气压力和温度指标可以代替进气流量计来近似估计循环充量;在确定柴油机燃烧规律时积分法更为准确;在不便使用编码器进行缸内压力触发采集时,可使用齿轮脉冲信号代替。     

船舶轴系扭振计算中若干问题的研究

对船舶轴系扭振计算中最为主要的公式,平均指示压力、气体力所产生的干扰力矩、外阻尼等进行探讨和修正。完善了船舶轴系扭振计算,提高扭振计算的精度。对MAN B＆W 90MC型柴油机实例计算及实船测量结果表明,平均指示压力降低了5．3％,气体力所产生干扰力矩降低了3．1％,外阻尼降低了8．29％,而船舶轴系扭振应力的计算精度也相应地提高了3．23％。     

基于MATLAB的船用柴油机轴承负荷计算分析

船用柴油机轴承受力复杂,工作条件恶劣。研究船用柴油机轴承负荷的计算方法,对主机的日常维护有一定指导意义。通过对柴油机曲柄—连杆机构的运动学与受力学分析,得出轴承受力的计算方法。运用MATLAB语言编程,以潍坊柴油机厂生产的六缸船用柴油机——6200ZC柴油机为例,通过船员所读取的示功图,把曲柄转角和示功图上读出的气体压力作为初始值初始条件输入,计算出不同的曲柄转角下其连杆大端轴承和主轴承的负荷,运用MATLAB语言生成各轴承的负荷图,并对计算结果进行了分析。     

柴油机曲轴连续性供油方式研究与设计

以6300柴油机为研究对象，计算并分析曲轴润滑油供应的不连续性，研究可能导致曲柄销轴瓦润滑油间断时刻，以及当越过供油死角压力突降而造成油孔周围的穴蚀。设计一种连续供应曲轴润滑油的装置，确保柴油机在任何曲柄转角下都能充足供油。     

单缸机模拟多缸整机工作过程关键技术

单缸机试验在柴油机研究开发中占据重要的地位。单缸机对多缸整机工作过程的准确模拟可以显著减少多缸整机试验工作量,从而大大缩短产品开发周期和降低开发成本。单缸机准确模拟多缸整机工作过程的难点是对多缸整机进排气系统的模拟,传统的单缸机模拟多缸整机的方法仅仅通过调节排气背压阀来控制压力的平均值,不能模拟多缸整机进排气压力波形状,进而带来单缸机与多缸整机工作过程的差异。本文介绍了一种单缸机模拟多缸整机压力波动的方法,该方法通过在单缸机进排气管系上增加分支来调整单缸机压力波,使得单缸机和多缸整机换气过程相一致,从而提高了单缸机模拟多缸整机工作过程的精度。     

知识天地

船用柴油机运转状况诊断系统日本石川岛播磨重工公司开发成功能判断船用柴油机运转是否正常的诊断系统,已用于某些船舶。判断柴油机运转是否正常,过去主要依靠轮机员定期检查,由于轮机员的经验和技术水平不一,难免会出现失误。新开发的诊断系统利用柴油机气缸压力随曲轴转角变化的曲线即可判断柴油机的运转状况。其方法是,将预先测定的柴油机的规格参数、性能数据输入电脑,作为柴油机的标准模型,然后通过传感器求得代表实际柴油机运转情况的实测曲线,再与同样运转条件下计算所得柴油机标准模型的预期曲线进行对照,如     

气缸燃烧对船舶推进轴系扭振的影响

针对柴油机燃烧工况变化引起的轴系扭振问题,以某集装箱船作为研究对象,运用有限元方法对该船舶推进轴系进行固有频率的计算分析,确定可以代表轴系扭转振动的参考点,并将柴油机正常燃烧和单缸熄火的工况对轴系扭振的影响进行仿真分析。结果表明:在低频率阶次的振动情况下,曲轴的振幅比中间轴和尾轴的大,并且曲轴扭转角的最大位置基本上发生在输出端,尾轴中最大的扭转角和扭矩发生在螺旋桨处;柴油机在正常燃烧情况下的推进轴系的扭转振幅小;在单缸熄火的情况下,熄火气缸越接近曲轴的输出端,轴系螺旋桨处的最大扭转角度越小,但减小的幅度不大。     

某6缸V型柴油机振动测量及分析

为分析某柴油机振动特性,测量其振动加速度信号。计算柴油机的振动烈度,额定转速时,振动烈度随负荷增加而增加。负荷固定,振动烈度随转速的变化不是单调的。对振动速度信号进行频谱分析发现,速度幅值谱具有明显的线谱特征,最大幅值对应的频率为柴油机曲轴转动频率的1.5倍,即单缸发火频率的3倍。减小该频率的激励将是减小振动烈度的主要途径。     

船用二冲程柴油机推进轴系单缸熄火扭振计算

通过对船用低速二冲程6缸柴油机和7缸柴油机推进轴系单缸熄火工况下相对振幅矢量和的计算,分析了相对振幅矢量和的分布对振动响应计算结果的影响。单缸熄火时,非主谐次激励的相对振幅矢量和增大,但仅低谐次激励对振动响应有影响,其影响大小取决于该谐次临界转速与主机最大持续转速的分布关系。对6缸柴油机而言,三次激励影响大,7缸柴油机则为四次激励。同时,对于6缸柴油机的三次激励和7缸柴油机的四次激励,一般接近曲轴输出端的3个气缸熄火时,相对振幅矢量和大于接近自由端的3个气缸。并对单缸熄火时的轴系振动角位移也进行了计算。     

柴油机气缸盖振动特性的时间序列模型

用时间序列法研究了柴油机气缸盖的动态特性,通过引入虚拟系统的概念,利用缸盖表面振动信号的自回归滑动平均模型（ARMA模型）求出了实际缸盖系统的传递函数,并将其应用于重建缸内气体压力曲线,为柴油机的振动噪声控制,状态监测,状态监测,以及缸内气体压力的识别提供了一种有效的方法。