氨/氢燃料射流点火船用发动机燃烧特性

为突破氨在发动机中的燃烧局限性,促进氨燃料高效快速燃烧,提出了一种利用氢气射流火焰点燃氨燃料的方案。通过向主动式预燃室供给氢气,进气道内预混氨/氢燃料,实现氨在大缸径船用发动机上的稳定高效燃烧。基于数值模拟计算方法,在改进了Otomo氨/氢机理基础上,探究了进气温度、掺混氢气的质量分数和主燃室当量比对氨/氢燃料着火与燃烧特性的影响。研究结果表明,射流火焰可以在主燃烧室形成燃烧所需的热力学环境和高活性热射流。在当量比为0.4、不掺混氢气的条件下,450 K进气温度可以实现氨燃料发动机的稀薄燃烧,在掺混氢气的质量分数较低时,射流点火对火焰发展促进作用更显著;掺混氢气的质量分数提高至10.0%可以使燃烧相位提前18°,但爆震风险增加;在进气温度为320 K和掺混氢气的质量分数为2.5%条件下,主燃室在当量比最小为0.45时可正常着火,但随着更接近理论空燃比的燃烧,指示热效率略有提升,主动预燃室氢射流点火的燃烧模式在实现氨发动机高效快速燃烧方面具有良好的潜力。

基于部分流稀释取样的船用发动机颗粒物测试探讨

针对船舶发动机排放控制,《国标》相对《IMO标准》新增了PM检测项目,利用部分流颗粒物采样系统进行船用发动机PM测试过程中,采样比R和ste定至关重要。采样比会影响稀释比,也会影响废气采样流量,进而会影响采样的颗粒物量。ste纸前后压差和荷重均有要求,采集颗粒物量太大可能使得压差太大不符合要求,采集颗粒物量太小可能使得荷重太小不符合要求。因此,本文通过实际测试表明,采样比R和ste factor两个.参数需综合考虑,才能符合《国标指南》.要求。针对测试发动机,参考.预测试结果,取R=0013%,ste压差及荷重均能符合《国标指南》要求,劣化修正后的PM加权比排放为0084g/kWh,满足《国标》限值要求。

卡特彼勒3516C船用发动机常见问题及处置办法

卡特彼勒3516C船用发动机是一款特性强劲、稳定性好的动力系统。但是,在长期使用中,依然会碰到一些常见问题。本文就卡特彼勒3516C船用发动机常见问题,并提供相关处置办法。

船用发动机模块化微实验平台建设与教学实践

针对船用发动机实验教学中实验原理、数据的获取和分析方法展示度不高,测控系统自动化程度高带来的学生动手能力差等问题,通过模块化微实验平台搭建,将船用发动机实验环节中状态感知、数据分析方法和性能评价等过程分开,设计船用发动机实验过程中测试数据的选取原则和作用、获取方式、教学形式、分析方法和性能评价方法等实验教学环节,拓展实验教学的内容覆盖面和深度。教学实践表明:该教学方案可有效激发学生对实验教学的兴趣,培养学生的动手能力及多学科知识交叉应用的能力。

船用发动机重载工况下凸轮-滚轮副混合热弹流润滑分析

凸轮-滚轮副是大功率船用发动机配气机构的关键摩擦副,除受到弹簧力和自身的惯性力之外,还受到来自喷油器的极高燃油压力,工作条件极为苛刻。为了分析该摩擦副的性能,建立船用发动机重载工况下凸轮-滚轮副的混合热弹流润滑模型,计算燃油压力作用下的摩擦副油膜润滑、摩擦温升和磨损性能。结果表明:喷油器的燃油压力会显著降低凸轮-滚轮摩擦副之间的油膜厚度,同时产生较为严重的微凸体接触;随着环境温度的提高,凸轮-滚轮副的油膜厚度以及油膜温升会有所下降,而微凸体接触压力、摩擦力以及摩擦功率均会显著增加;滚轮打滑会造成凸轮-滚轮摩擦副的油膜厚度下降,同时导致油膜温升以及微凸体接触压力增大和并且致使表面磨损显著加剧。

甲醇燃料在船用发动机上的应用进展

甲醇在常温下是液态,方便运输、存储。当前,甲醇作为一种新型清洁性燃料,整体动力较强,同时制取丰富。在开展甲醇燃油时,使用甲醇燃料的船舶改造一般低于天然气、液化石油的船舶。在安全性方面,甲醇较液化天然气、液化石油气更安全。本文通过对甲醇燃料的燃烧特性、排放情况进行研究,以期为行业提供参考。

瓦锡兰与Qtagg合作推出船用发动机调速器系统改装解决方案

日前,芬兰科技集团瓦锡兰宣布与瑞典船舶环保技术公司Qtagg合作,推出一种创新的船用发动机调速器系统改装解决方案。据悉,这种解决方案设计用于延长船舶推进控制系统的使用寿命,同时又提高船舶的整体效率。瓦锡兰表示,其ANCS部门的船用调速器系统有助于调节和控制发动机转速,能在所有运行状态下管理燃料供应。

生物柴油在船用发动机上的应用探讨

介绍了生物柴油的基本特点,表明生物柴油在冷凝点、闪点、含硫量、含氧量、可再生性等方面优于普通柴油,但粘度大、倾点高、腐蚀性大、含水率高、易被氧化。分析了生物柴油在船用发动机上的应用条件,针对性地提出了建议,包括改用氟橡胶零件、增大每循环供油量、增大喷油器喷孔直径和孔数、推迟喷油等措施。最后探讨了生物柴油在船用发动机上应用需要解决的关键技术问题,并认为生物柴油将是石油枯竭后替代现有船用柴油最合适的船舶发动机燃料。

压力自适应活塞在船用发动机上的试验与仿真研究

为兼顾发动机低负荷热效率和高负荷爆震倾向,研制了一种适用于高压缩比的压力自适应活塞。采用试验研究方法在发动机台架上测试了压力自适应活塞对发动机性能的影响,在此基础上采用数值模拟的方法建立了发动机工作过程数值计算模型和爆震模型,研究了活塞头部位移和活塞对缸内压力、燃烧循环波动、燃油消耗率的影响及活塞的爆震抑制性能。台架试验和仿真研究结果表明:通过提高压缩比,在负荷较低时,活塞头部无位移或位移较小,缸内压力相较原机有所提升,燃油消耗率相较原机有所降低,如25%负荷工况下的燃油消耗率相较原机降低了6.67 g/(kW·h);在负荷较高时,活塞头部位移较大,降低了过高的缸内压力和压力升高率,爆震得到有效抑制,峰值压力循环波动系数的最大降幅为1.11%,100%负荷工况下的爆震诱导时间积分相较原机降低了0.19。

海事环保法规的发展及船用发动机油的应对

随着国际贸易和船舶运输业的发展,海上货运量逐年大幅度增长,船舶吨位和尺度不断增加,因船舶废气排放造成的环境污染日趋严重。介绍了国内外海事环保法规的发展、与之相应的船用发动机的技术革新以及船用发动机油应对措施。

船用发动机消声器抗冲击性能测试

为优化发动机消声器抗冲击性提供性能数据,研究船用发动机消声器抗冲击性能测试方法。该方法以某船发动机复合型消声器为研究对象,通过Matlab软件和PreE建模软件建立船用发动机消声器三维模型。通过设计该复合型消声器冲击模拟荷载施加方案,利用船用发动机消声器三维模型模拟不同冲击荷载施加方案时的冲击效果,并通过动态设计分析方法得到消声器冲击荷载数值。实验结果表明:爆炸方向角越大、爆炸距离越近,则船用发动机消声器的总应力数值越高;越靠近冲击位置处的应力越高,且该位置处容易出现损坏;船用发动机消音器受冲击屈服数值与当前环境温度成正比例关系,在环境温度低于400℃之前时,其屈服数值均低于屈服极限值,抗冲击性良好。

生物柴油在船用发动机上的应用及技术分析

简要介绍已开发的内燃机替代燃料的种类及其燃料特性,介绍生物柴油在船用发动机领域的国内外研究成果和应用现状,重点围绕生物柴油在船用柴油机上的运转特性和排放特性进行综合分析,针对生物柴油应用中存在的问题,探讨了可能采取的技术措施。

船用发动机应用生物柴油排放特性研究进展

旨在研究生物柴油-柴油混合燃料在船用发动机上应用的相关排放问题,重点围绕混合燃料对船用发动机排放特性的影响,讨论船用发动机应用这种混合燃料的局限性并提出可能的解决措施。研究结果表明,在船用发动机上使用生物柴油混合物后会减少硫氧化物(SO_(X))、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO_(2))、颗粒物(PM)以及碳氢化合物(HC)的排放,但高燃烧速率提高缸内温度进而促进了氮氧化物(NO_(X))的排放。研究认为生物柴油将会减少对进口石油的依赖并降低船舶废气的排放,生物柴油及其混合燃料作为船用柴油替代燃料应用前景光明。

新环境保护法规对船用发动机排放的要求

航运具有运量大,费用低的优点,在全球交通运输业中占有重要的地位(全球约80%的货物是通过船运方式实现的)。随着人们对环境保护意识的提高,航运的污染问题越来越受到关注。综述了国内外新的环境保护法规对船用发动机排放的要求,从燃油,尾气处理和船用润滑油方面提出了应对措施。可以通过使用硫含量低(硫含量≤10μg/g)的燃油,对发动机尾气进行脱氮和脱硫处理以及实施润滑油在线调合技术来降低船用发动机的排放以满足环境保护法规的要求。就润滑油而言,低碱值(碱值≤20 mg/g)的船用润滑油将会成为发展的方向。

预燃室式柴油天然气双燃料船用发动机热效率优化燃烧控制策略仿真研究

基于CONVERGE软件建立了预燃室式柴油、天然气双燃料船用二冲程发动机的三维计算流体动力学(CFD)模型,研究了压缩比、引燃柴油质量、喷射压力及引燃柴油喷射角度对燃烧过程的影响,探索了提高柴油、天然气双燃料船用发动机热效率的燃烧策略。结果表明:提高压缩比可以提高缸内的最高燃烧压力,从而有效提高热效率,但受发动机机械强度的限制,压缩比为12.5时可以获得较佳的效果;适当增大引燃油量和喷射压力,可以增加射流火焰的着火点,增强点火能量,对热效率略有改善;调节引燃柴油的喷射角度,将引燃油喷射到CH4浓度较高区域可以获得更好的引燃效果,降低指示燃料消耗率;提高压缩比至12.5结合推迟喷油策略可以明显地改善热效率。

添加剂配伍性对船用发动机油储存安定性影响研究

提高船用发动机油的储存安定性,对减少发动机故障、延长发动机使用寿命有重要意义。对典型高(低)碱值清净剂加剂量以及不同添加剂复配对油品浊度和储存安定性的影响进行了考察,讨论了清净剂加剂量以及配伍性与油品浊度、储存安定性的关系;不同清净剂与非离子分散剂(AR)复配,可改善船用发动机油的储存安定性。

V型船用发动机气缸体铸件排气技术的应用

针对V型船用发动机气缸体铸件尺寸相对较大,砂型和砂芯一般都使用树脂做粘结剂,且大多数采用立式全包裹砂芯浇注方式,砂型和砂芯遇高温铁液,树脂会分解产生大量气体,若不能及时排出气体,从而导致铸件产生气孔、气隔、及气缩等缺陷的问题,因此对砂芯生产工艺和排气系统进行了一系列改进,批量生产出合格铸件。

接口可配置的船用发动机通用监控系统设计与实现

设计了一种接口可配置的基于嵌入式系统的船用发动机监控系统。根据模块化思想,将用户对监控系统的功能要求进行分解,提取要素之后划分为功能独立、使用灵活、能适应不同场合要求的模块,各模块之间使用CAN总线技术互联,每个模块定义为CAN总线网络中的一个节点。并且采用构件化的方法,实现监控系统的可配置开发。最后根据不同舰船的实际需要,系统外设接口可以灵活配置,并能自动检测系统配置的正确与否。实际测试结果表明,该系统架构灵活、运行稳定可靠,具有良好的应用前景。

甲醇燃料船用发动机技术及润滑要求

为实现国际海事组织(IMO)船舶温室气体排放战略目标,选择适合的清洁替代燃料日益受到航运业关注。甲醇以其低排放、储存供给方便、船舶改造成本低等优势,在当下有着较好的应用前景和发展空间。本文主要对甲醇燃料与甲醇船用发动机技术及应用进展、甲醇燃料使用对发动机油的挑战及应对等进行了介绍。

基于ARM微处理器的船用发动机示功图测试系统开发

以ARM处理器为主要控制单元开发船用发动机示功图测试系统。该测试系统主控芯片具有集成度高、片内资源丰富、数据分析速度快、精度高,在高温和振动等工作环境下稳定工作的特点;外围电路设计简单,抗干扰性强。通过测量的各缸气缸压力示功图和特征参数计算结果的比较,可以准确有效地定位柴油机故障。试验验证表明:所开发的测试系统的功能和精度满足船用发动机气缸压力测量要求。