Excavator Energy-saving Efficiency Based on Diesel Engine Cylinder Deactivation Technology

The hydraulic excavator energy-saving research mainly embodies the following three measures： to improve the performance of diesel engine and hydraulic component, to improve the hydraulic system, and to improve the power matching of diesel-hydraulic system-actuator. Although the above measures have certain energy-saving effect, but because the hydraulic excavator load changes frequently and fluctuates dramatically, so the diesel engine often works in high-speed and light load condition, and the fuel consumption is higher. Therefore, in order to improve the economy of diesel engine in light load, and reduce the fuel consumption of hydraulic excavator, energy management concept is proposed based on diesel engine cylinder deactivation technology. By comparing the universal characteristic under diesel normal and deactivated cylinder condition, the mechanism that fuel consumption can be reduced significantly by adopting cylinder deactivation technology under part of loads condition can be clarified. The simulation models for hydraulic system and diesel engine are established by using AMESim software, and fuel combustion consumption by using cylinder-deactivation-technology is studied through digital simulation approach. In this way, the zone of cylinder deactivation is specified. The testing system for the excavator with this technology is set up based on simulated results, and the results show that the diesel engine can still work at high efficiency with part of loads after adopting this technology; fuel consumption is dropped down to 11% and 13% under economic and heavy-load mode respectively under the condition of driving requirements. The research provides references to the energy-saving study of the hydraulic excavators.

柴油清净增效剂节能减排效果评价方法开发研究

本文提出一种全新的柴油清净增效剂节能减排效果台架试验评价方法,以发动机使用柴油清净增效剂前后的污染物排放改善率、节油率和扭矩升高率作为清净增效剂的评价指标。基于台架试验,本文系统介绍了开发评价方法所采用的试验装置及试验条件、测试工况及评价内容。本文还选取了目前市售的9种柴油清净增效剂进行了节能减排效果的试验性评价。结果表明,该评价方法用于柴油清净增效剂节能减排效果的评价具有可行性,具有很好的区分性、可重复性和高效性等优点,所得结果将为后续该评价方法的完善提供参考。

节能型柴机油应用及低碳燃料发动机油试验研究

为满足日益严苛的国家节能法规要求,提升燃油经济性,通过台架试验和道路试验验证,成功开发了两款节能型柴机油,产品节油效果均能达到0.5%以上。为应对国家双碳政策,多种类型的低碳燃料发动机被开发出来,对机油提出了新的性能要求,通过台架试验验证了氨柴发动机机油的性能。

6300ZC柴油机燃用乳化油的实用性研究

对6300ZC柴油机燃用乳化油进行了一系列的实用性研究。在不改变柴油机结构的前提下,利用柴油机本身具有的良好乳化功能,设计出无动态乳化器的简单乳化工艺流程和稳定可调的油水比例混合装置。采用上述装置在柴油机台架试验中取得了7.78%的平均节油率,同时NOx、HC、烟度(Rb)等的排放值亦有不同程度的降低,说明该装置具有较高的实用推广价值。

我国渔船柴油机和节油产品应用现状调查与分析

渔船用柴油机是渔船消耗能源最大的设备,是渔船节能工作中的重要环节,其技术性能指标直接关系到能源消耗量、万元产值能耗率及污染排放量的高低程度。通过承担农业部"我国渔业能耗与节能技术分类调查"项目,对辽宁、山东等我国主要渔港的海洋捕捞作业渔船进行实船调查,并走访了国内主要渔船柴油机生产企业。本文以调研信息和数据为基础,分析渔船用柴油机实际应用、功率分布、转速分布、能耗,以及节油产品在渔船上的应用等情况,反映我国渔船柴油机的实际应用现状,并针对存在问题提出意见和建议。

柴油机缸盖微区域高效节能化冷却研究

为实现柴油机缸盖高热密度区节能化高效冷却,通过外部施加交变磁场改善缸盖内部磁纳米流冷却液的流动与传热,并对比了该方法与采用传统乙二醇冷却液、Cu-乙二醇纳米流冷却液缸盖高热密度区传热效果的差异。研究结果表明:交变磁场有助于加强磁纳米流内部纳米粒子的扰动,可增强传热效果。在适宜磁场交变频率下,被测热源温度值最大下降幅度提升17.2%。在柴油机缸盖鼻梁微区域的实际应用冷却试验表明:标定工况点下测点温度值最大下降幅度达12.4%,外特性工况下测点平均温度下降3%左右。同时瞬态工况测试结果表明,与采用传统乙二醇冷却液和Cu-乙二醇纳米流冷却液相比,采用优化控制策略后的冷却系统匹配交变磁场影响下的磁纳米流冷却液时,柴油机预热时间分别缩短了8.4%和7.1%。能耗率计算结果表明:采用外部施加交变磁场方式加强磁纳米流冷却液高效传热的方式在达到相同冷却液温度时,可节能6.7%。

随车乳化器在N485Q柴油机上节能研究

阐述了乳化柴油的节能机理,指出柴油机燃用不稳定乳化油的可能性;根据不稳定乳化油的特性,以N485Q柴油机为研究对象,设计了4种不同结构的随车乳化器(该乳化器不必添加乳化剂,能耗小,能将柴油边乳化边燃烧);通过各种不同配比乳化油的稳定特性试验,确定了在N485Q柴油机上使用的最佳随车乳化器。最后考察N485Q柴油机在原机结构参数、最佳随车乳化器条件下,最大转矩转速(1 800 r/min)和最大功率转速(2 300 r/min)处燃用不同油水配比乳化油时的节能效果,获得乳化油的最佳油水配比。

交变负载下工程柴油机液压转矩均衡控制模型及试验研究

根据液压挖掘机等工程机械的工作特点,分析在交变负载工况下对柴油机进行转矩均衡控制的必要性,仿照大多数工程机械所采用的并联式油电混合动力结构,建立以蓄能器、蓄能泵、助力电动机等液压元件为核心的转矩均衡控制系统的数学模型,以带有全程调速器的485小型柴油机为控制对象,在调速拉杆固定的条件下将柴油机输出转矩设为控制目标,以齿轮泵和比例溢流阀为负载进行建模并开发出转矩均衡控制算法,并进行计算机仿真和台架试验。仿真和试验结果表明,所建数学模型基本反映了实际系统的特性,柴油机转速和输出转矩、蓄能器压力、负载转矩等仿真参数的变化趋势与试验结果一致,所开发的控制算法在多种试验负载下都能完成对柴油机输出转矩和转速的稳定控制。台架负载对比试验表明,在不同工况下转矩均衡控制能使柴油机的耗油率降低10%～20%不等,对短时间峰值负载的驱动能力提高了60%以上。

L23/30船用柴油机节能减排技术研究

为了满足国际海事组织通过的MARPOL协定VI排放要求,实现Tier III限值,对当前船用柴油机节能减排技术进行了总结,提出了引擎排放内部技术、排气后的处理技术和集成能源综合利用技术,采取燃油-水乳化、加压空气加湿、废气再循环、SCR选择性催化、DOC氧化催化与PDF过滤器组合等方法,经验证表明,NOx、CO等废气排放量满足MOTier III要求,可有效降低柴油机的污染排放。

节能减排环保背景下的船用双燃料柴油机发展研究

船用天然气/柴油双燃料柴油机是一种具有良好发展前景的节能减排环保船用动力设备。从船用双燃料柴油机发展的时代背景,发展趋势及天然气燃料的优势,包括国内外船用柴油机发展趋势、船用双燃料柴油机的发展前景、船用天然气燃料的优势;船用双燃料柴油机及其子系统研究;船用双燃料柴油机的国内发展现状等方面,对节能减排环保背景下的船用双燃料柴油机发展进行了研究。

交变磁场下磁纳米流冷却液强化柴油机缸盖微区域冷却

为能实现柴油机缸盖鼻梁微区域高效冷却兼顾节能化的要求,该文提出了一种通过外部施加交变磁场的方式促进磁纳米流内粒子的微运动达到强化传热的方法,并与传统乙二醇冷却液、Cu-乙二醇纳米流冷却液进行了柴油机缸盖鼻梁微区域传热效果的对比研究。结果表明:在0.17 Hz的磁场交变频率影响下,磁纳米流中加热棒温度值最大下降幅度提升了29.3%,内部粒子运动涡数增加。缸盖鼻梁微区域试验表明:相比传统乙二醇冷却液,稳态工况下,最大扭矩工况点和标定工况点处测点温度值最大下降幅度分别约为12%、14.4%,外特性工况下测点平均温度值降幅为23.7℃,约为9.4%。瞬态工况测试结果表明,采用交变磁场影响下的磁纳米流冷却液,柴油机预热时间较采用传统乙二醇冷却液和Cu-乙二醇纳米流冷却液分别缩短了9.8%和8.2%,柴油机急加速工况下能保持冷却液温度波动性小。能耗率计算结果表明,采用外部施加交变磁场加强磁纳米流冷却液高效传热的方式在达到相同冷却液温度时,可实现节能幅度为7.2%。该研究为柴油机乃至其他高温部件的节能化高效冷却提供科学参考。

购置节能型渔船柴油机享受国家农机补贴政策可行性探讨

渔船装备老化是导致捕捞业高能耗的主因之一。将节能型渔船柴油机纳入国家农机购置补贴范围,鼓励渔民采用先进的渔船柴油机更换目前的老旧主机,对于推动我国渔业节能减排进程、实现渔业低碳经济和渔民节本增效,效果将十分显著。本文根据当前国家农机补贴的政策规定、实施情况及渔船装备应用现状等进行分析,探讨节能型渔船用柴油机产品纳入农机补贴的可行性。

基于两级温差发电的船舶废热回收试验研究

对于船舶柴油机而言,其所做功的30%都以废热的形式随尾气排放到了大气中,而利用温差发电技术回收船舶余热进行发电具有极其广阔的发展前景,因此提出了一种利用船舶柴油机尾气废热进行两级温差发电的新型装置。在对两级温差发电系统进行建模后,搭建了两级温差发电装置并进行了测试。理论分析和试验结果表明,该装置利用温差发电技术对船舶余热进行回收是可行的。当热端温度达到473 K时,该温差发电试验装置可输出功率250 W,系统热效率为5.35%,相比单级温差发电在相同条件下4.04%的热效率,该系统提高了32%。最后,文章对系统优化和装置的进一步改进进行了探讨。

基于AVR单片机的柴油机油-水在线乳化自控系统

开发了一套基于AVR单片机的自动控制柴油机在线乳化系统.本系统通过将柴油机的转速信号和负荷信号送入电控单元(ECU),由控制中心分析处理实时工况信号,根据试验测得的此工况下的最佳喷水量,控制喷水电磁阀的开启时间,以实现最佳油-水比例的在线调节.在不改变柴油机的结构参数和不添加任何乳化剂的前提下,在1135单缸柴油机上对该油-水在线乳化系统进行了台架试验.在掺水率为15%时,油耗降低4.39%.同时,氮氧化物和碳烟排放的降低幅度也非常显著.

木质素柴油制备工艺优化与理化性质评价

介绍了一种新型木质素柴油的制备工艺优化方法及其理化性质评价。根据添加木质素的比例、乳化剂的添加量和等影响因素进行正交试验设计,分别选择添加木质素的量为总质量2%、3%和4%的比例,以乳化剂的用量为4%、5%和6%,HLB为8.3、8.8和9.3以及0.2、0.3和0.4 g的助乳化剂用量的不同等条件为水平标准,配制了多种不同比例的乳化油,最终筛选乳化条件为:HLB值为9.3,乳化剂的用量为6.0%,助乳化剂的加入量为1.2%,乳化温度为室温,乳化时间2 min。同时还针对氧化安定性、含硫量、酸度、10%蒸余物残炭、铜片腐蚀、机械杂质、运动粘度、凝点、闪点(闭合)、十六烷值、馏程、密度十二项指标进行了国家标准检测均高于GB 252-2000轻柴油的国家标准。其中木质素柴油的十六烷值均到了46.1和48.8,远远超过了45的国家标准;这对开发柴油的替代燃料,缓解燃料供需紧张矛盾,降低燃料消耗率等都有重大意义。

柴油机燃油和空气磁化节油减烟试验研究

在 S195柴油机试验台架上对柴油机的动力性、经济性和碳烟排放进行研究 ,在标定工况下 ,采用不同磁场强度和不同磁化方法对燃油与空气磁化。结果表明 ,柴油机的比油耗有所下降 ,转速有所提高 ,排气烟度得到大幅度改善。另外 ,空气和燃油磁化后对柴油机性能也会产生影响 ,即燃油和空气同时磁化的效果最佳。

柴油机燃油节能助燃添加剂研究进展

在柴油中添加节能助燃剂能提升燃油燃烧效率,降低燃油消耗,减少排放污染。介绍了柴油节能助燃剂的发展、分类及研究现状,对不同类型添加剂的功效和作用机理进行分析,并阐述了其评价方法;同时指出节能助燃剂的今后发展方向,为开展相关研究提出了建议。

柴油机节能减排技术研究

为实现柴油机使用过程中油耗少、污染小这一目标,提出一种高效节能减排方法,从机前柴油磁化处理、机内润滑油改善以及机后尾气处理3个方面对柴油机的工作过程进行改善处理。通过搭建具有测量油耗以及尾气分析等功能的柴油机实验台架,探究所采用的技术对柴油机节能减排的作用效果。研究表明,采用可控磁强磁化器对燃油进行磁化处理后,在中等负载的情况下对降低油耗的作用更明显,也能减少烟雾的排放;性能优良的润滑油能有效减少摩擦因数,降低柴油机油耗;采用固体颗粒净化器能减少尾气中的固体颗粒物的排放,达到减排的目的。

电力推进金枪鱼延绳钓船的经济性分析与试验验证

以49.5 m南海金枪鱼延绳钓船为例,根据其渔法特点和作业模式,存在投绳航行、自由航行、起绳航行3种典型航行工况。作为新一代电力推进金枪鱼延绳钓船,采用了先进的AFE整流技术及最新应用在渔船电力推进上的有源前端(AFE)方案,可以提高金枪鱼延绳钓船放钓、收钓作业工况下的操纵灵活性,利于作业,提高产量,同时船舶电网容量大能满足超低温冷藏加工的要求,与传统主机推进系统相比,能实现节能和节省生产成本。根据该船型的使用特点,分析了电力推进在金枪鱼延绳钓船上的节能性和优越性。

基于热平衡试验和倒拖试验的柴油机有效能传递与节能潜力研究

为定量研究柴油机系统各部分能量可利用的潜力，针对某柴油机进行了热平衡试验和倒拖试验研究，分析了柴油机系统能量传递和有效能损失的本质。由以热力学第一定律为基础的热平衡分析得出，除了摩擦、驱动附件和余项损失外，还含有约90％的燃料燃烧能量存在对外做功的可能；由以热力学第二定律为基础的炯平衡分析得出，可对外做功的堋量约占燃料总堋量的58％，其中燃烧过程不可逆产生的燃烧堋损失占燃料总炯量的22％～23％。冷却水和排气的热量相当，但能量的品质相差很大，由此分析了各个系统不同能量分配领域的节能潜力并有针对性地提出了改进方向。