船用低速发动机技术发展综述

船用低速发动机是远洋船舶推进的首选动力,具有经济性好、可靠性高等优势。本文主要介绍了低速机的技术特点,回顾低速机技术发展的历史,基于当前低速机技术研究的现状,重点分析了不同低速机有害排放物和温室气体减排技术的原理和特点。对于低速柴油机选择催化还原技术是目前最为主流的氮氧化物减排手段;双燃料技术则是当前综合应对氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、黑碳以及温室气体减排的最佳选择;零碳和智能技术将是低速机未来的发展方向。

缸内直喷天然气低速船机压力振荡抑制方法数值研究

基于计算流体力学(CFD)软件CONVERGE建立了大型低速2冲程柴油引燃缸内直喷天然气船用发动机燃烧仿真模型。首先通过试验结果对模型进行了验证,进而开展了天然气高压喷射模式(high pressure direct injection,HPDI)下米勒循环和天然气两次喷射策略对发动机压力振荡的抑制效果研究。结果表明,推迟排气门关闭时刻,整体燃烧压力降低,燃烧相位推迟,发生剧烈压力振荡的时刻也推迟。排气门关闭时刻推迟较小时压力振荡强度降低,但过度推迟反而提高缸内压力振荡的强度,这主要是缸内热力学状态变化和燃料自燃特性相互作用的结果。通过调整预喷射量,可以降低燃烧前形成的可燃混合气量,从而影响燃烧过程中预混合燃烧比例,可以有效抑制压力振荡.但会导致输出功率降低及能耗增大。相比预喷射量,喷射间隔对缸内压力振荡的影响较小,但过大喷射间隔会影响燃烧相位,导致功率损失严重。合理的喷射策略可以在抑制压力振荡的同时保证功率输出。