进排气压力对气门式二冲程柴油机扫气过程的影响

为深入理解气门式二冲程发动机的扫气过程,以顶端入口进气道气门式二冲程柴油机为研究对象,在1 500 r/min转速下采用三维仿真研究了扫气过程中进排气压差和排气背压对缸内气体流动的影响机理。结果表明:由左侧进气道流入气缸的新鲜充量形成逆滚流,其前锋面抵达排气门之前经右侧进气道流入气缸的新鲜充量主要影响排气纯度,而在之后排气纯度明显增加;压差从30 kPa增加至210 kPa时左侧排气道排气纯度增加,在中低压差下右侧排气道排气纯度较高,扫气品质系数先从0.61降低至0.52,之后增加至0.56且保持不变;定压差和背压从100 kPa增加至190 kPa时排气纯度接近,而扫气效率增加较慢,扫气品质系数从0.55降低至0.53。

双对置二冲程柴油机高原环境燃烧过程的模拟研究

为研究高原环境对对置活塞对置气缸(OPOC)二冲程柴油机性能的影响,采用三维数值仿真的方法对不同海拔条件下OPOC二冲程柴油机燃烧过程进行研究。通过混合气特征参数定量分析高原环境对OPOC二冲程柴油机缸内油气混合过程的影响。通过对燃烧特征参数的分析,研究高原环境对OPOC二冲程柴油机燃烧过程的影响以及对OPOC二冲程柴油机性能的影响。结果表明:高原环境下,OPOC二冲程柴油机缸内平均压力下降,平均温度升高,燃烧过程恶化,燃油消耗率增加,Soot排放显著增加,而NO_x排放下降不明显。

采用双段喷射改善二冲程柴油机的排放性能

在配有电控共轨系统和扫气系统的二冲程柴油机试验台上进行了3种不同喷油模式对柴油机燃烧及排放性能影响的试验研究。试验结果表明,单段早喷有助于实现低NOx和碳烟排放,但柴油机无法在高负荷下运行;标准喷射的排放很高;双段喷射表现出良好的性能,它实现了柴油机的柔和运行,并且在全负荷范围内使NOx和碳烟排放降低40%以上。在双段喷射基础上,利用高压喷射及内部EGR进一步改善了柴油机的排放。

二冲程柴油机瞬时转速法诊断机理研究

为了探究瞬时转速法的诊断机理,以5S50ME型二冲程柴油机为研究对象,测得柴油机在正常状态和故障状态时不同工况下的瞬时转速信号,得到不同工况下瞬时转速的变化规律,在此基础上,通过分析各工况下的瞬时转速波形图和频谱图,提出谐波幅值比和波动率峰值两种能有效反应柴油机故障状态的特征参数。以5缸机为研究对象,若1次谐波分量和5次谐波分量的谐波幅值比大于某一阈值,则说明柴油机存在单缸故障,并且故障缸为波动率峰值最小的缸。

双对置二冲程柴油机性能分析方法探讨

双对置二冲程发动机内外连杆的特殊结构决定了内外活塞的运动规律不同于传统发动机。基于等容积变化率原理,并对比传统结构形式发动机性能分析方法,探讨BOOST软件用于双对置二冲程发动机性能分析的方法及其可行性。研究表明:该方法可行;由于双对置二冲程发动机活塞运动规律的差异,使得P-V图更趋于丰满,有利于提高热效率,但同时最高燃烧温度随之升高,热负荷增加。

船舶二冲程柴油机热力过程仿真研究

针对船舶二冲程柴油机换气阶段不同于四冲程柴油机的规律，建立了船舶二冲程柴油机缸内热力过程仿真模型，研讨了模型仿真的边界条件。

船用二冲程柴油机缸体上部振动信号的特征分析

对船用二冲程低速柴油主机液压排气阀壳、喷油器顶部、缸盖表面和燃油泵表面的振动信号进行了测试与分析,介绍了测试系统的组成和振动测点布置,进行了振动信号的时域波形分析,证实了利用排气阀壳表面的振动信号可以监测液压排气阀的开启和关闭时刻,比缸盖和缸套表面的振动信号更敏感。确定了喷油器顶部的振动信号与燃油喷射有很强的对应性,可以用来监测二冲程柴油机的燃油喷射定时,为船用低速柴油主机的状态监测和故障诊断提供了一个实用的监测方法。

对置活塞二冲程柴油机热平衡和余热可用能分析

基于对置活塞二冲程柴油机全工况台架试验,确定其各工况下各子系统的热力学参数.采用热力学第一定律,分析了发动机的热平衡特性,并与传统四冲程柴油机进行了比较;采用热力学第二定律,分析了发动机的余热可用能.结果表明:该发动机在高转速、中负荷时,有效热效率最高;在低转速、低负荷时,冷却项占余热比重较大,但低于传统四冲程柴油机;在高转速、高负荷时,排气项占余热比重较大,高于传统四冲程柴油机.其中,排气余热的可用能较高,最大达排气项能量的67%,具有很大的利用空间;而冷却项可用能较低,利用空间较小.

二冲程柴油机引起的船体振动与消减

近年来，超长或长行程少缸数柴油机有了很大的发展，选用超长或长行程少缸数柴油机作为主机的船舶日益增多，振动问题更加突出。尤其是新型柴油机不但加剧轴系扭振、轴(纵)向振动、横向振动，也易激发船体振动。除主机外，激振力也来自于螺旋浆，副机、海浪。一艘船可作为一个对振动敏感的柔性结构。

二冲程柴油机机座表面振动信号的特征分析

为监测主轴承的磨损情况,对船用二冲程低速柴油主机机座表面的振动信号开展测试与分析。介绍了测试系统的组成和振动测点的布置。通过静态敲击试验,证实了缸内燃气爆发冲击和较远档主轴承的冲击对主轴承处机座表面的振动影响较小。通过对柴油机机座表面振动信号的时域波形分析,证实了对各档主轴承座附近机座表面的冲击振动进行监测,可以了解各档主轴承的磨损状态。研究结果为船用二冲程柴油机的振动监测提供了一个新的方法。

船用二冲程柴油机活塞可靠性分析

本文以一台研制中的船用二冲程增压柴油机为例，采用模拟和数值计算方法对其活塞进行了可靠性分析。文中提出的方法具有一定的理论指导意义和实用价值。

船舶二冲程柴油机热力过程仿真研究

文章根据船舶二冲程柴油机换气阶段不同于四冲程柴油机的规律,建立了船舶二冲程柴油机缸内热力过程仿真模型,研讨了模型仿真的边界条件。

SCR系统对二冲程柴油机热负荷特性的影响分析

文中以船用6S46MC-C型柴油机为主机,在Matlab/Simulink环境中建立带有SCR系统的仿真模型;为模拟SCR系统内部的化学反应,模型基于Langmuir-Hinshelwood反应速率表达式进行一维建模,研究了SCR系统对二冲程柴油机热负荷特性的影响.结果表明:在稳态和瞬态仿真中,对比排气总管后无SCR系统和含未堵塞SCR系统两种工况,柴油机运行参数未有明显差异;但在SCR系统堵塞工况下,柴油机热负荷显著增加,尤其在低负载下需要启动鼓风机.

船舶二冲程柴油机缸内过程建模和MATLAB模块探讨

本文针对船舶二冲程柴油机换气阶段的特殊性,探讨了船舶二冲程柴油机缸内过程中热力循环的特点和规律,建立了缸内过程的仿真模型,设计了相应的MATLAB/SIMULINK模块。

船用二冲程柴油机机身侧面振动信号的特征分析

首先,通过对船用二冲程6缸低速柴油主机机身侧面进行静态敲击试验,分析其振动信号的传播特性,证实了相邻各缸机身测点之间的振动影响较小。然后,通过对柴油机运行状态下的振动测试,分析柴油机机身侧面振动信号的时域波形特征,发现柴油机机身侧面在1个工作周期内有6个振动信号,分别对应于各缸十字头轴承滑块横向撞击导板的位置。分析结果证实,利用柴油机机身侧面的振动信号,可以监测十字头轴承的磨损状态,为进行二冲程柴油机十字头轴承的故障诊断提供了依据。

机内净化降低船用二冲程柴油机NO_x排放仿真

针对一台满足TierⅡ排放标准的船用二冲程柴油机,建立GT-Power一维仿真模型,研究了废气再循环(EGR)、米勒循环、进气加湿(HAM)以及优化喷油正时等手段对NO_x排放和燃油消耗率的影响,并探讨了通过多种措施耦合来实现TierⅢ排放标准的技术路线.结果表明:单独采用米勒循环或进气加湿难以达到TierⅢ排放标准;通过结合米勒循环和进气加湿,可以将NO_x排放降低至TierⅢ标准,但会导致燃油消耗率大幅增加;废气再循环是降低NO_x排放的最有效措施,通过将其与米勒循环和进气加湿相结合,可有效减小EGR使用率,并适度改善燃油经济性的恶化程度.

四冲程柴油机的气缸磨损率低于二冲程柴油机

柴油机的气缸润滑对于柴油机的运行管理及使用寿命影响很大.正确适当的润滑会减小气缸套的磨损,减少润滑油的费用,给航运公司带来较大的直接经济利益.

船舶二冲程柴油机SCR系统温度控制分析

针对SCR技术在船舶二冲程柴油机上的应用,分析某船6S46MC-C二冲程柴油机SCR系统的温度控制方法和工作特性。结果表明,扫气旁通法可以使二冲程柴油机不同负荷下的排气温度保持在SCR反应的最佳温度窗口内,有利于SCR系统的运行,可以使船舶二冲程柴油机NOx排放满足Tier III标准。

涡轮增压器切断对二冲程柴油机的影响

在MATLAB/Simulink环境下建立某大型船用二冲程柴油机的零维模型,利用柴油机台架试验数据对柴油机数学模型进行校准,并通过与试验数据进行对比验证模型的正确性。基于仿真模型对柴油机低负荷工况下的特性进行深入研究,分析涡轮增压器切断对柴油机性能的影响;在此基础上,研究喷油时刻对气缸爆发压力的影响。结果表明:在低负荷下涡轮增压器切断能有效减少油耗、降低鼓风机的启动条件;若同时推迟喷油时刻。

某二冲程柴油机气口挂环的原因分析

具体分析了某二冲程柴油机活塞环气口挂环折断故障,由于活塞对中无向排气口对侧的修正值,在高温气流冲刷和高温引起的膨胀作用下,造成排气口间肋过度磨损;导板间隙超限,使活塞承受侧推力的作用,加剧活塞环与缸套间的磨损和撞击,二者共同作用,导致故障发生。并对此提出了改进措施。