某船用柴油机增压器共振分析与改进研究

针对某船用柴油机增压器共振导致振动超限问题,通过试验与仿真相结合方法分析其共振源,并研究温度对模态频率的影响,依据分析结果提出改进方案并进行验证。结果表明:外特工况增压器振动存在两个明显共振峰,第二个共振峰振幅最高,由增压器固有频率与柴油机主激励频率共振导致,应作为优化的重点;由于弹性模量受到温度的影响,随工作温度升高,柴油机上增压器等高温件模态频率呈降低趋势;更改压气机端管路连接方式和增加固定支架无法使增压器模态频率避开柴油机主激励频率;通过取消排气接管,降低重心高度,使增压器模态频率和振动幅值满足限值要求。研究成果可为增压器共振问题排查及优化设计提供参考。

泵气损失对柴油机性能影响分析

基于某款船用中速柴油机,在当前配置状态的基础上,利用试验数据测试和GT-Power一维仿真计算手段,研究了不同配气凸轮型线、排气管直径、增压器配置对柴油机泵气损失和燃油消耗率的影响。选取部分优化方案来制作样件,并通过开发试验对比验证。结果表明,通过优化匹配可以分别将高转速高负荷工况、低转速低负荷工况的泵气损失和燃油消耗率降低到最佳水平。

船用中速柴油机电控燃油喷射系统匹配

针对4190船用中速柴油机,提出由电控组合泵替代传统机械泵,利用AMESim软件建立电控组合泵燃油喷射系统模型,确定试验用凸轮型线、喷孔直径、油泵柱塞直径、高压油管长度等参数。通过发动机台架试验研究凸轮工作段位置、喷油器伸出高度、喷孔直径及供油提前角对柴油机经济性和排放的影响。研究结果表明:凸轮工段位置影响喷油规律,从而影响经济性和排放;喷油器伸出高度减小会导致经济性变差;喷孔直径越小,最低燃油耗的供油提前角越大;减小喷孔直径,燃油喷射压力提高,有利于降低燃油消耗率和NOx排放,但小喷孔直径的喷油持续期长,后燃增加,效率下降且CO排放增加。

船用中速柴油机缸压闭环控制技术仿真研究

针对船用柴油机工作不均匀及循环波动对柴油机性能和振动噪声的负面影响问题,以6L16/24-CR型船用中速柴油机为对象,使用软件在环仿真技术对缸压闭环控制策略进行仿真分析。建立能模拟各缸不均匀性和循环波动的柴油机实时模型,从气缸压力中选取能指示柴油机各缸燃烧状态的反馈变量,根据反馈变量和控制变量之间的动态关系开发缸压闭环控制策略,建立由柴油机实时模型、气缸压力反馈变量、控制策略和喷油控制变量构成的软件在环仿真平台,在该软件在环仿真平台上对缸压闭环控制策略进行闭环仿真。结果表明,开发的缸压闭环控制策略能满足船用柴油机的控制要求,在仿真环境下能改善约99%的各缸不均匀。

船用柴油机与涡轮增压系统匹配及性能研究

利用AVL BOOST软件建立了4190ZLC-2型船用中速四冲程增压柴油机的仿真模型,利用BOOST模型进行柴油机推进特性和负荷特性工况的计算,通过与实验数据对比,验证模型的正确性。利用BOOST软件对4190ZLC-2型船用中速柴油机与现有增压器联合运行规律进行研究,得到柴油机与涡轮增压器匹配特性。结果表明,4190ZLC-2型柴油机与压气机联合运行性能很好符合增压器匹配的要求。

船用中速柴油机电子调速系统硬件在环仿真试验平台研制

以某型船用中速柴油机电子调速系统为对象,研制船用中速柴油机电子调速系统硬件在环仿真试验平台,主要包括电子调速系统执行机构试验台的搭建,柴油机实时仿真模型的建立,电子调速系统控制策略快速控制原型的实现。利用硬件在环仿真试验平台进行调速器执行机构动态特性分析、电子调速系统起动与调速等功能验证,试验结果表明硬件在环仿真试验为研究电子调速系统控制策略和测试执行机构特性提供了良好的试验研究条件。

船用中速柴油机高压共轨燃油系统特性分析

为开展船用柴油机机械式喷油系统向高压共轨式喷油系统的改造研究,以船用中速柴油机为研究对象,建立了原机机械式燃油喷射系统仿真模型,在分析机械喷射系统性能的基础上,设计了额定工况轨压为160 MPa的“分段式”高压共轨燃油喷射系统.通过建立的高压共轨燃油喷射系统仿真建模,分析了高压共轨燃油喷射系统的性能特征,研究了系统部件关键结构参数对系统特性的影响.

大型低速二冲程船舶柴油机气缸油台架试验评定

为降低大型船用低速二冲程柴油机气缸油实船试验的风险,基于6S35ME-9型船用柴油机试验台架,把气缸油系统分为三组：1^#与2^#气缸使用试验油A、3^#与4^#气缸使用参比油、5^#与6^#气缸使用试验油B,在标定工况下运行,通过试验过程评价、气缸油清净分散性评价、气缸套与活塞环组件磨损量和油品光谱检测为指标的抗磨性评价、柴油机关键参数评价、与参比油对比等综合评定,确定试验油的优劣。结果表明：对于三种油品,气缸套、活塞环和活塞环槽的磨损量与通过气缸油残油检测的金属元素含量判断的磨损状况相比二者具有一致性,结合气缸油的清净分散性评定结果,可有效判断油品是否可以进行实船试验。同时,在试验过程中油品中Fe、Cr元素含量60 h后趋于平衡,因此设定台架试验时间为100 h。经以上方法评定的气缸油,经实船试验符合要求。因此,基于该台架试验对气缸油的评定方法是可行的、经济的。

基于BOOST船用柴油机热工故障仿真研究

利用BOOST仿真软件,建立电控化改造后的4190型柴油机工作过程数学模型。该模型的燃烧放热模块采用MCC燃烧模型,传热模块选用Woschni 1978模型,并用该电控柴油机试验数据验证模型的可靠性。结果表明,仿真计算与实验值误差均在2%以内。在此基础上,结合中速电控柴油机的特点,对柴油机在额定工况下喷油定时故障、喷油器喷孔磨损、单缸停油、中冷器效率下降、压气机效率下降及排气阀关闭定时故障进行仿真计算,探索电控柴油机性能指标与热工参数对不同故障的变化规律,从而为船用中速电控柴油机故障监测、诊断提供可行的依据。

压缩比对4190型船用柴油机性能的影响

基于MATLAB/Simulink仿真平台,采用平均值法建立柴油机仿真模型,进行柴油机工作过程的仿真。以4190 ZLC-2型船用增压四冲程柴油机为例进行试验,并将试验数据与原机试验数据进行对比,证明模型具有较高的仿真精度。在此基础上,利用该仿真模型研究压缩比对4190ZLC-2型柴油机性能的影响,为柴油机的性能开发和优化设计提供依据。

船用低速柴油机SCR系统的设计优化与试验分析

由于船舶机舱空间狭小,因此布置用于二冲程柴油机的SCR反应器和其管道较为困难。利用CFD模拟了在100%负荷下SCR反应器之前的尿素雾滴和排气的混合过程。模拟结果表明,当6S35ME-B9 SCR系统的旋转角和护盖展开角分别为15°和75°时,尿素与排气在较短的距离内能够形成良好的混合,并且整个系统压降小于1.4 kPa。对安装有SCR系统的6S35ME-B9柴油机进行了100 h的测试,结果表明NOx排放从18.15 g/kWh降低到3.17 g/kWh。针对6S35ME-B9柴油机的SCR系统的设计和试验可以为实船上的SCR系统提供理论和应用基础。

船用中速柴油机高压共轨硬件在环仿真平台开发

以MAN 6L16/24型船用中速柴油机为对象,建立了硬件在环仿真柴油机实时模型;研制了船用中速柴油机高压共轨硬件在环仿真平台;开发了高压共轨电控系统控制软件和硬件在环测控系统,并进行了电控系统硬件在环试验。试验结果表明:开发的电控系统控制软件可完成共轨系统轨压和喷射控制;建立的硬件在环仿真平台可为高压共轨系统执行机构性能测试和控制策略研究提供可靠的试验环境。

船用内燃机油国家标准概述

船舶运输在国民经济和对外贸易中发挥着重要作用,柴油机是船舶最主要的主动力推进设备,是全船的核心部分。船舶润滑油是保障船舶柴油机正常运行的关键。为规范我国船用油市场,保证船舶的润滑安全,国家市场监督管理总局于2019年10月18日发布了船用内燃机油GB/T 38049-2019标准,并于2020年5月1号实施。文章对船用内燃机油标准的内容进行了阐述,并对各指标进行了说明。船用内燃机油标准的制定和实施,能够为质量监管部门提供有效的依据,能够为船舶的润滑和航行安全提供有效保障,在服务、支撑和引领行业发展方面具有重要意义。

引燃柴油对中速双燃料发动机燃烧与排放的影响

采用SAGE详细化学反应机理燃烧模型,加入液滴破裂、蒸发、碰撞以及碰壁子模型,建立了ACD320DF船用中速双燃料发动机缸内及进排气道的三维仿真模型。在气体模式下对不同引燃柴油喷射策略下的缸内燃烧特性进行数值模拟分析。分析表明:引燃柴油的喷油时刻与喷油量对发动机的燃烧及排放有重要影响。根据发动机工况合理调整微引燃柴油的喷射策略,则能得到较好的燃烧和排放性能。

船舶低速柴油机SCR系统设计及试验验证

由于船舶机舱空间狭小,船用二冲程柴油机SCR反应器及其管路布置较为困难,利用CFD对柴油机100%负荷工况下SCR反应器前混合段内雾化后的尿素溶液与排烟的混合过程进行模拟。通过模拟得到6S35ME-B9船用柴油机SCR系统在混合器叶片角度为15°、导流器扩展角度为75°时可以实现短距离内还原剂与排烟的良好混合,且整套系统压降控制在1 400 Pa以下。对6S35ME-B9船用柴油机全尺寸SCR系统进行100 h台架试验,在中国船级社NOx排放指南要求的E3推进工况下,实现原机NOx比排放量由18. 15 g/(k W·h)减少至3. 17 g/(k W·h)。本设计为实船SCR系统的配备提供了理论和应用基础。

负荷及喷油定时对某船用中速柴油机缸内NO_x排放性能的影响

分别利用K3PREP和ANSYS-ICEM软件对L21/31型船用中速柴油机建立网格模型;用KIVA-3V软件对该机型的缸内温度、压力以及NOx生成与排放量的变化过程进行数值模拟。结果表明,用ANSYS-ICEM所建立的模型能较好地反映工作过程;NOx生成量的计算值与实测值吻合较好;对该机型适当减小负荷、推迟喷油提前角、缩短喷油持续期,可使NOx排放量在IMOTier II的NOx排放限制范围内进一步减小。

船用中速柴油机热工故障仿真方法研究

文章讲述了从柴油机热工过程的角度,利用AVL-BOOST搭建了4冲程柴油机数值计算的零维模型,对模型的计算结果与实验测试结果进行对比来验证模型的准确性,结果表明,仿真模型在热工参数方面具有很高的准确性。然后分析了柴油机的热工故障的类型,提取了能反映柴油机当前运行状态的特征参数。通过更改模型的相关参数来模拟典型故障,并对仿真结果的合理性进行分析。结果表明,故障仿真的计算结果在趋势上与实际情况是吻合的,可以通过该方法模拟柴油机热工故障。

喷油系统故障对船用四冲程柴油机运行性能影响

建立Daihatsu 6PSHdM-26H型船用增压四冲程柴油机相应的物理模型和数学模型,对其热力过程进行模拟计算及分析,采取以喘振为切入点,确立增压系统数值计算方法,给出后燃加剧对船舶柴油机运行性能的影响的计算结果及分析.喷油系统故障或燃用劣质重油导致后燃加剧,排气温度升高,从而影响柴油机的通流特性,改变增压器与柴油机的配合运行线,引起压气机喘振,由此得到增压四冲程中速柴油机增压系统运行的基本规律.

12VE230ZC-C型柴油机的设计与试验研究

介绍了在12VE230ZC－C型柴油机的研制过程中，为提高柴油机功率、降低燃油消耗率、延长大修期所进行的设计研究，以及样机的性能试验和可靠性试验的情况。

0.8Mt/a中压加氢改质装置的设计及标定

对中国石油哈尔滨石化公司0.8 Mt/a中压加氢改质装置工程设计及工业标定作了说明,简要介绍了工艺及工程技术的特点,分析归纳了装置的工程技术思路和工业标定结果,反应器内气液分配均匀;重石脑油硫、氮含量小于0.5μg/g,满足重整进料要求;同时生产-35号低凝柴油和10号重柴油产品;能耗低于设计值;首次采用硫化态催化剂的工程设计是成功的。