柴油机烟气喷淋条件下烟黑浓度测量实验研究

[目的]为探讨水喷淋方式对柴油机烟气的烟黑净化处理效果,开展相关实验研究。[方法]利用Dekati型低压撞击器(DLPI)对烟道中烟黑进行取样,采用在取样枪上包裹加热带并控制其温度的方法防止喷淋后湿烟气冷凝,使湿烟气中烟黑进入DLPI时与其在烟道中的状态相同。实验首先利用烟气分析仪对烟气浓度均匀性进行测量,验证烟气分布基本均匀;然后利用DLPI确定取样时间,进而对不同柴油机负荷、不同喷淋水量下的烟黑净化效率进行测量比较分析。[结果]结果表明:水喷淋对烟黑的净化效率可达到50%;相同喷淋流量下,柴油机100%负荷下的烟黑净化效率高于50%负荷;当喷淋流量达到一定值后,其烟黑捕集净化效率可能达到极值;烟气在喷淋之后大粒径的烟黑颗粒明显减少,而小颗粒烟黑会发生团聚作用,在50%负荷下由于烟气速度较低,水雾与烟黑接触时间更长,小颗粒烟黑团聚效果比100%负荷中更明显。[结论]水喷淋可有效降低柴油机烟气烟黑排放。

废气再循环对柴油机氮氧化物和颗粒排放影响的试验研究

废气再循环(EGR)、进气压力和喷油压力是影响柴油机低温燃烧的重要参数,主要研究了EGR对氮氧化物和颗粒排放的影响.结果表明,在一定工况条件下,随EGR率变大,NO所占体积分数呈先降低后升高的趋势,而NO2和N2O则呈先升高后降低的趋势.N2O所占比例较小,峰值在1%左右.NO谷值与NO2峰值对应相同的EGR率.随进气压力变大,NO2所占比例峰值也变大,对应的EGR率也增加,进气压力为0.24,MPa时,NO2最大比例已接近60%.随EGR率增加,Soot排放快速升高时,颗粒发生积聚,颗粒数密度降低,但粒径变大.提高喷油压力可以降低颗粒排放,但在不同EGR率下,其降低颗粒的机理不同.

进气压力对柴油机低温燃烧的影响

通过改变进气压力,研究了不同EGR率下的燃烧和排放特性.结果表明,除了温度和压力之外,过量空气系数对滞燃期也有较大的影响.随进气压力变大,Soot峰值升高,对应的EGR率也增大,在相同的Soot排放时,可以选择更大的EGR率以进一步降低NOx排放.虽然低温燃烧解决了NOx和Soot之间的Trade-Off,但产生了燃油经济性、CO和THC排放与Soot之间的Trade-Off.对整个EGR率进行了分区,通过中等EGR率和高EGR率性能和排放对比,从工程应用角度来看,对Soot-Bump之前的中等EGR率低温燃烧区域进行燃烧优化将是满足未来排放法规的重点.

船用低速柴油机电控系统控制策略试验研究

为研究电控系统主要控制参数随柴油机负荷变化规律及各参数间的相互关联,利用船用低速柴油机高压共轨电控系统硬件在环仿真试验平台,同步采集试验平台重要控制参数,对电控系统燃油轨压调节、伺服油轨压调节、低负荷喷油器轮换工作、燃油喷射定时和排气阀启闭定时等控制策略进行了研究.研究表明:燃油轨压调节采用闭环和前馈修正的控制算法,喷射定时控制与柴油机转速、扫气压力和燃油轨压相关联,柴油机低负荷时3个喷油器按一定间隔时间轮换工作;随柴油机负荷增加,伺服油轨压和排气阀开启持续角度亦增加;排气阀开启与柴油机转速和排气关闭角度相关,而排气阀关闭则仅与柴油机转速相关.

潜艇柴油机废气低压吹除系统动态性能研究

为揭示柴油机废气低压吹除过程中潜艇及舱内压载水的运动规律,提供潜艇操纵控制依据,通过耦合柴油机工作过程方程与压载水吹除过程方程,建立了考虑压载水舱内排气背压与柴油机废气流量间相互影响的吹除过程动态模型,根据实艇数据验证了模型。应用模型计算分析了压载水舱形状结构参数和潜艇总体及系统设计参数对低压吹除过程的影响。研究结果表明,压载水舱截面为抛物线形比圆形和梯形时更有利于柴油机工作,吹除速度也更快;随潜艇外形尺寸增大,吹除时间增加的速率减小。

潜艇柴油机和螺杆压缩机低压吹除系统动态性能比较

为比较柴油机和螺杆压缩机作为低压吹除气源对潜艇及舱内压载水运动规律的影响、提供潜艇低压吹除系统设计依据,将柴油机工作过程方程和螺杆压缩机工作过程方程分别与压载水吹除过程方程耦合,建立考虑压载水舱内排气背压与吹除气体流量间相互影响的吹除过程动态模型。根据假定的潜艇和压载水舱参数,应用模型计算分析2种吹除气源条件下低压吹除过程中压载水舱液面高度和潜艇吃水深度的影响。研究结果表明,相同设计流量条件下,使用柴油机废气吹除比螺杆压缩机吹除可节省吹除时间约3%。

内外EGR和喷油压力对柴油机低温燃烧的影响

在1台装有电液可变气门的单缸柴油机上,通过改变内外EGR策略和喷油压力,对柴油机小负荷工况下低温燃烧的燃烧特性和排放特性进行了试验研究。内部EGR通过排气门两次开启实现,发动机转速和喷油量分别固定为1 500r/min和20mg/cycle。研究结果表明,通过高EGR率控制可以实现超低NOx排放,其中采用高喷油压力可以降低内部EGR的炭烟排放,而采用低喷油压力可以降低外部中冷EGR的HC和CO排放。在内外EGR耦合控制策略中,提高内部EGR比例可以降低HC和CO排放,但改善效果逐渐减弱,同时为了抑制炭烟排放,需要结合更高喷油压力,而提高外部中冷EGR比例可以获得较高热效率。

通过废气再循环实现柴油低温燃烧的实验研究(英文)

应用废气再循环(EGR)能够降低缸内氮氧化物(NOx)生成,是实现柴油低温燃烧的一种有效方法。以同时降低NOx和碳烟为目的,恰当的喷油策略和进气增压控制则是除EGR之外的两个关键因素。该文的实验是在先进的发动机实验平台上完成的,该实验平台可以精确并单独控制这三项参数,以单独研究每一个参数对发动机排放的影响。实验结果表明:在本研究的低温燃烧范围内,应用EGR是降低NOx排放的最有效手段;然而,喷油压力和进气压力对NOx仅有轻微影响。另一方面,在不同EGR条件下,可以通过提升喷油压力来减少碳烟排放;针对高碳烟情况,提升进气压力可以有效降低碳烟峰值。但是,随EGR率的增加,由于氧气含量减少和火焰温度降低,导致较高的碳氢和一氧化碳排放。

某轮发电柴油机的高排温和低爆压故障分析

文章以某轮发电柴油机的高排温、低爆压故障为例,通过对6DSb-22型发电柴油机的工作原理和导致此故障的可能原因分析,提出了解决此类问题的具体方案。

某轮主机单缸爆压高、排温低的故障分析及解决方案

以某轮主机单缸爆压高、排烟温度低故障为例,通过对5L60MCE型柴油机的工作原理和导致此故障的可能原因分析,提出了解决此类问题的具体方案和详细步骤,并阐述了该类型高压油泵可变喷油定时机构的原理和检修要点。

船舶柴油机超低温排烟余热锅炉的设计

余热锅炉是船舶主机余热利用系统中的重要设备。为了综合利用船舶主机余热,文章结合船舶主机的特点以及传统余热锅炉的设计方法,以哈尔滨工程大学船舶柴油机余热利用系统中应用的三压式超低温排烟余热锅炉为例,给出一种新型船舶柴油机超低温排烟余热锅炉的设计方法和特点。定量分析比较了采用大小管径对锅炉整体质量尺寸的影响,结果显示,小管径在质量、尺寸上表现优越,适合在船舶动力系统中使用。此外,还推导出余热锅炉受热面采用螺旋翅片管时换热面积及烟道流通面积的计算公式,并提出受热面管束6种错列布置方式,可供相关行业参考。