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。     

低活性燃料对柴油机RCCI的工作性能影响

为实现柴油机节能减排,提高燃烧效率,满足TierⅢNO_x排放法规和碳中和目标,建立TBD620柴油机三维仿真模型。通过甲醇进气道喷射法和缸内直喷掺水乳化油技术相结合,研究燃用低活性燃料对柴油机RCCI燃烧模式的工作性能影响。在额定工况下,柴油机转速为1 800 r/min,设置10%～50%共5组甲醇掺混比,每组甲醇掺混比都对应0～20%的6组掺水率,共30组模拟组合进行研究。研究结果表明：随着进气道甲醇量增加,柴油机燃烧始点滞后1～2℃A、燃烧初期放热率峰值升高,燃烧效率下降40.0%,缸内爆压升高5.1%,CO₂和NO_x排放分别下降41.8%和7.7%;随着掺水率增加,柴油机燃烧始点滞后1～2.5℃A,燃烧初期放热率峰值升高,燃烧效率提高8.1%,NO_x排放最大下降13.3%,2种技术不同组合下柴油机CO₂和NO_x排放显著改善、燃烧效率升高,甲醇进气道喷射法和缸内直喷掺水乳化油技术组合的RCCI燃烧模式,对于实现TierⅢ NO_x...     

不同喷油正时对双燃料发动机燃烧性能的影响

为了研究双燃料发动机缸内燃烧情况及其排放特性,本文以4135ACa型高速柴油机为基础研究对象,利用商用CFD软件FIRE对其进行一定燃气工况下的数值计算,通过导入CHEMKIN所构建的化学动力学机理与喷雾破碎、湍流流动等基础模型相结合,构建了发动机的三维工作过程,并分析了不同喷油策略对该工况下发动机燃烧及排放的影响。结果表明随着喷油提前角的减小,燃烧放热规律整体后移,缸内爆发压力与温度随喷油提前角减小而减小,但是瞬时放热率均大于纯柴油。在喷油提前角为4℃A BTDC时,缸内爆发压力接近纯柴油状态,NOx排放量与纯柴油工况相近,当喷油提前角为2℃A BTDC时,NOx排放满足要求,但缸内平均温度仍比纯柴油模式要高。     

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。     

燃油喷射对柴油机燃烧及排放的影响

针对4190柴油机燃油系统电控化改造项目,应用AVL_FIRE三维CFD软件平台,建立该机缸内高压循环仿真模型,通过台架试验获得缸压曲线验证仿真计算的正确性。借助模型研究燃油喷射系统参数对燃烧、NOX和碳烟颗粒生成等的影响。结果表明:随着喷孔锥角的增大,缸内最大温度与压力逐渐增大,采用小喷孔锥角时,NOx排放浓度低,但碳烟排放浓度较高;喷油器喷孔直径增大,缸内压力与温度逐渐增大,采用0.30 mm喷孔直径时,NOx和碳烟的排放浓度均较低;喷油提前角增加导致缸内温度增大,NOx排放浓度增加,碳烟排放浓度降低。     

LNG/柴油双燃料柴油机控制软件模块化设计

针对船用LNG/柴油双燃料发动机,采用模块化设计理念,开发一套双燃料柴油机的控制软件。根据双燃料柴油机工作特性,在Matlab/Simulink环境下搭建控制算法,完成信号输入模块、转速计算模块和控制系统模块设计,其中控制系统模块核心包括发动机状态判断模块、自学习模块、稳态判断模块,通过软件滤波和自学习算法保证发动机控制的稳定性。台架试验结果表明:控制软件运行正常,发动机稳定运行,发动机经济性和排放性显著提高,在发动机转速为1 200 r/min时,NO_x排放最大降低63.5%,烟度降低70.0%,但CO和HC排放升高。此外,研究还表明,应用Matlab/Simulink模块化的电控软件开发方法具有开发周期缩短、开发成本降低及软件维护方便的优点。     

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...     

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。     

双燃料发动机进气道加湿燃烧性能仿真

针对柴油机因掺烧生物柴油而带来的NO_x排放浓度升高的问题,提出了柴油-生物柴油结合进气道加湿的方法,对4190柴油机进行仿真。将台架试验数据与仿真结果进行对比,以验证模型的准确性。设置4组生物柴油掺混比及4组水油比进行仿真分析。在生物柴油掺混比为30%、水油质量比为2时,指示功率为52.4 kW,比原机指示功率下降4.73%,NO生成质量分数为5.88×10^-5,比原机仿真数据降低76.85%。该优化方案在保证动力性的前提下能极大地降低NO_x排放,为生物柴油实际应用提供一定的指导。     

天然气分段喷射对双燃料发动机性能影响的研究

针对6L190柴油/天然气双燃料发动机,采用天然气分段气态直喷的喷射规律,通过改变其主预喷间隔与预喷量,利用AVL Fire软件对缸内燃烧及排放进行数值模拟研究。结果表明:天然气预喷射能够改善混合气形成质量,缩短主喷射着火滞燃期,降低缸内最大爆发压力和最高燃烧温度,减少NOX排放,优化燃烧,但若要达到良好的预喷射效果,这需要对预喷量和主预喷间隔进行优化调整。间隔角较大时,宜采用较大预喷量;间隔角较小时,预喷量宜减少;间隔角不宜过小,否则效果会适得其反。预喷量固定时,较大的间隔角有利于改善排放;预喷量较小时,排放对间隔角变化相对不敏感。     

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。     

船用低速柴油机电控喷油器预喷射对主喷射循环喷油量的影响

喷油器进行多次喷射时,不同喷射之间会产生相互影响,导致循环喷油量随着喷射间隔(dwell time,DT)的变化产生波动,给柴油机油量的控制增加了难度。本文根据船用低速柴油机电控喷油器的概念设计,利用AMESim仿真平台搭建了喷油器的数值仿真模型,研究预喷射对主喷射循环喷油量的影响,揭示出预喷射引起的喷油器内部的压力波动是导致主喷油量随DT波动的根本原因。分析控制阀杆最大升程、控制腔进油孔直径、控制腔出油孔直径和喷孔直径等4个特性参数对主喷油量波动规律的影响,得出参数变化主要影响主喷油量的波动幅值和相位的结论。     

Influence of pre-injection control parameters on main-injection fuel quantity for an electronically controlled double-valve fuel injection system of diesel engine

A simulation model of an electronically controlled two solenoid valve fuel injection system for a diesel engine is established in the AMESim environment.The accuracy of the model is validated through comparison with experimental data.The influence of pre-injection control parameters on main-injection quantity under different control modes is analyzed.In the spill control valve mode,main-injection fuel quantity decreases gradually and then reaches a stable level because of the increase in multi-injection dwell time.In the needle control valve mode,main-injection fuel quantity increases with rising multi-injection dwell time;this effect becomes more obvious at high-speed revolutions and large main-injection pulse widths.Pre-injection pulse width has no obvious influence on main-injection quantity under the two control modes;the variation in main-injection quantity is in the range of 1 mm3.     

柴油机电喷系统在渔轮上应用

渔轮柴油机上引入一种电子控制喷油系统,使柴油机较大地改善了燃烧效率和耗油量,并确保了渔轮柴油机的最佳工作性能.该文着重叙述了该系统的特点、渔轮柴油机的结构原理和试验测试获得的技术数据.     

提高柴油机供油系统可靠性探讨

柴油机的供油系统是柴油机的重要组成部分,是柴油机的心脏与血脉,它对柴油机的燃烧以及柴油机的动力性、经济性、可靠性和排放特性等一系列性能指标有着有直接的影响。统计数据表明,在柴油机的各种故障中,供油系统的故障比例最高．本文对柴油机供油系统进行可靠性分析,并对如何提高其可靠性提出建议．     

某船柴油机推进系统控制策略优化研究

通过对某船推进系统进行仿真建模的基础上,开展了柴油机起动、接脱排、正常操控、应急操控、双机并车等过程控制策略的优化研究,研究成果应用于该船推进监控系统的研制,并经推进系统陆上联调试验得到成功验证。     

船舶救生艇柴油机燃油系统进气故障及排除

文章通过一起船舶救生艇停机案例,分析了船舶救生艇柴油机燃油系统进入空气后的危害,提供了现场修复方案和维护保养防范的措施及建议,对提高柴油机运行管理和检修操作技能水平具有一定指导意义.     

柴油机喷油器的修理及检验工艺

柴油机喷油器修理工艺中,一个待修机件往往同时存在多处损伤和各种故障,有的部位可能处于未达极限损伤状态,但仍应全面加以修复,文章系统地分析和判断柴油机喷油器的修理及检验工艺,并全面权衡整个机械零件各损伤部位,确定其全面修复的方案和检验工艺可靠性和有效性.     

船用柴油机燃料热量利用系数的计算与应用

本文给出了燃料热量利用系数的计算式。应用该系数,可以评估燃料热量的利用率,可以计算循环热效率,以及估算循环的散热量和排气的放热量。从而对循环进行热分析。