电控喷油器关键结构参数正交试验优化设计

介绍了用于分布式共轨系统的新型电控喷油器的工作原理及特点,利用Amesim软件建立了该喷油器的仿真计算模型,以喷油器的响应特性和入口端的压力波动为评价指标。根据新型电控喷油器的结构特点,提出了5个无因次量,分析了这5个无因次量对其性能的影响,并利用正交表对影响因素的大小排序,优选出关键结构参数的方案,由于提出的5个无因次量具有普遍性和通用性,所以该结果为今后电控喷油器结构设计中性能主次影响因素的选择提供了依据,保证了喷油器良好的性能。

船用柴油机高压共轨技术的发展

介绍了不同时期具有代表性的船用柴油机高压共轨燃油系统,并从系统适用性、总体布置、关键零部件结构等多个层面分析了该项技术的发展趋势。

高压共轨系统电控喷油器关键参数设计研究

电控喷油器是高压共轨系统中最重要的执行部件,设计时如何权衡各方面的性能来优化其关键参数至关重要。本文采用Hydsim软件对电控喷油器建立模型,并利用已有试验数据对计算模型进行标定,然后运用经过标定的模型进行多方案计算分析得出各关键参数对电控喷油器性能影响的规律,最后总结得出关键参数设计的原则。

海洋石油主发电机燃用原油应用技术

基于原油理化特性对原油发动机运行的影响进行分析,提出原油发动机改造的技术路线。对闪蒸原油开展理化特性分析,得出酸值、含水量和倾点是影响闪蒸原油使用的关键点。搭建某中速船用柴油机燃油喷射系统和工作过程计算模型,对比分析在柴油和闪蒸原油模式下燃油喷射特性和发动机工作过程的差异。计算结果表明:当发动机切换为原油模式运行后,在100%负荷工况下最高燃烧压力较柴油模式升高1MPa,各工况油耗较柴油模式上升5~6g/(kW·h),NO_(x)排放较柴油模式上升明显,各工况支管排温较柴油模式上升约20℃,涡前排温上升约30℃。经试验验证,3台发电机组燃用原油后,运行状态良好,满足使用要求。

船用高性能纯天然气发动机稀薄燃烧过程研究

论文从预燃室混合气浓度、射流火焰一致性、主燃室混合气混合均匀程度三方面对一台船用天然气发动机的稀薄燃烧过程展开了优化研究,试验表明:预燃室节流塞孔径为2mm时的预燃室内混合工质浓度能够提高火焰传播速度,提高整机热效率0.5%左右;预燃室单向阀密封性是影响各缸燃烧均一性的关键因素,在各试验件泄漏量低于200L/h时,各缸爆压偏差可控制在8%以内;燃气与空气压差保持在130kPa时各缸排温偏差可控制在3%以内,各缸爆压偏差可控制在6%以内,各缸循环变动系数控制在4%以内,整机运行平稳,性能指标满足要求。

慢开快关电控喷油器仿真研究

介绍一种新型电控喷油器结构,在不采用多次喷射条件下,可以实现先缓后急的喷油规律,以改善NOx排放和燃烧噪声,采用Amesim软件对这种电控喷油器建立模型并进行标定,运用经过标定的模型进行多方案计算,分析进出油量孔直径、量孔板斜侧孔直径、中间阀块节流孔直径、控制柱塞直径及针阀直径等关键结构参数对喷油规律的影响,研究结论可用于指导电控喷油器的结构设计及参数优化。

低硫燃油在船用中速柴油机上的应用

针对2020年IMO全球船舶限硫令生效,以及国内排放控制区升级,介绍了现行船用燃油的标准和理化特性;使用低硫燃油对发动机的影响及应对措施。开展了低硫燃油和高硫重油的燃油系统平台试验,发现:燃用低硫燃油偶件泄漏量增大,导致高压燃油系统效率下降。基于一船用中速柴油机开展了低硫燃油和高硫重油的发动机台架性能试验,结果显示:燃用低硫燃油较高硫重油在全负荷范围燃油喷射压力降低;高负荷时排温、最高燃烧压力相当,但中低负荷时最高燃烧压力降低,排温和油耗率升高。还介绍了低硫燃油的生产与市场供给、政府监管和油品企业的最新动态。指出远洋船舶中低速柴油机使用低硫油+SCR将成为解决排放问题的优选技术路线之一。

电控喷油器关键结构参数正交试验优化设计

介绍了一种新型电控喷油器的工作原理及特点,利用Amesim软件建立了该喷油器的仿真模型,提出了五个无因次量,分析了这五个无因次量对其性能的影响,并利用正交表对影响因素的大小排序,优选出关键结构参数的方案,为电控喷油器结构设计中性能主次影响因素的选择提供了依据。

大功率船用天然气发动机燃气系统压力波动特性研究

以改善大功率船用天然气发动机燃气系统压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标,确定燃气系统主要结构参数设计原则。采用发动机燃气系统压力波动试验数据标定仿真计算模型;对燃气系统突加/突卸负荷开展预测研究,分析各缸压力波动及其对燃气喷射率的影响,提出为保证燃气系统正常工作,突加/突卸时间应大于0.5 s。

柴油机低压燃油系统压力波动仿真研究

以AMESim软件为平台,搭建多缸柴油机整机燃油系统模型,研究实机状态下低压燃油管路内的压力波动特性。比较分析了改变低压燃油管路的刚度和阻尼,增加蓄能器等措施对低压燃油管路内压力波动的抑制效果。分析结果表明:在低压燃油管路内增加蓄能器结构,能够有效抑制低压燃油管路内压力波动;且优于增大低压管路通径,和增大油泵与低压回油管接口处节流孔孔径的措施。

船用机械燃油系统升级为电控系统的喷射特性及可行性研究

针对旧机改造的潜在市场应用需求,开展船用机械单体泵燃油系统电控化升级的可行性研究。在已标定的机械式燃油系统仿真模型基础上,搭建电控单体泵系统仿真模型并确定电磁阀结构参数,分析电控单体泵系统的喷射稳定性、喷油持续期、喷油率等喷射性能参数及工作范围。分析表明:在满足燃油系统配机需求的情况下,升级后的电控单体泵系统供油正时可覆盖原机械单体泵系统的供油正时;在运行区域内的23个工况点中,电控单体泵系统在15个工况点中的循环油量比原机械系统更稳定。在测试的12个电磁阀中筛选出8套电磁阀,测试得到:其各工况点的控制脉宽最大差异在3000μs内,均在ECU控制参数修正范围内。表明:该方法具有将原机机械式燃油系统升级为电控燃油系统的可行性。

喷射背压对喷油特性影响的仿真及试验研究

以某型大功率船用柴油机机械式燃油系统为研究对象,基于AMESim软件建立系统一维计算模型,研究恒定及动态背压对喷油特性的影响。仿真结果表明:随喷射背压升高,循环油量呈线性趋势下降;喷油持续期呈抛物线趋势上升。将柴油机台架试验测得的燃油喷射段缸压曲线作为计算边界输入,得到计算循环油量。相比3.0MPa恒定背压时,循环油量下降了4.9%;喷油持续期延长3.1°CA。针对该套燃油喷射系统的试验表明:恒定背压设定值由从6.0MPa升高至10.0MPa时,推进25%负荷时主要喷射性能参数对喷射背压变化的敏感性要比推进100%负荷更强。100%负荷,背压为6.0~9.0MPa时,循环油量变化不大;背压为10.0MPa时,循环油量下降7.0mg。而25%负荷时,背压为7.0~10.0MPa时,背压每上升1.0MPa,循环油量约下降6.0~8.0mg。

柴油机喷油嘴喷射过程空化效应数值分析

以某型机械式喷油器为对象,采用CFD软件STAR-CCM+,基于不可压缩流体体积函数(VOF)多相流模型,研究分析了在怠速、50%负荷、100%负荷工况下,完整喷射期内喷油嘴处的内流场及空化效应。结果表明:喷射过程中针阀升程的变化对于流动和空化特性影响显著,针阀升程较小时,在针阀的拐角处形成局部低压区,空化现象开始发生,形成大量的燃油蒸气,并在囊室内形成显著的二次涡漩流动,在喷孔底部产生二次空化;在相同的针阀升程下,压强越大,空化效应越显著。