米勒循环对柴油机燃用生物柴油的性能研究

借助GT-Power软件实现某机车柴油机仿真模型的搭建,采用试验对仿真模型的准确性进行分析验证。研究在75%负载1000r/min工况燃用5种生物柴油B0、B10、B20、B50和B100,分析采用两种米勒循环对柴油机油耗、功率以及排放功能的影响。试验结果表明:柴油机功率发生变化拐点在30℃A米勒度处,油耗变化拐点在30℃A米勒度,碳烟排放发生变化拐点在20℃A米勒度,在该工况条件下NOx排放降低的效果较为显著。综合分析可知,在75%负载1000r/min工况条件下燃用B10生物柴油,米勒度为30℃A且变气阀重叠角米勒循环下柴油机表现最为佳。

柴油机高密度-快速燃烧过程数值模拟

针对柴油机升功率提高后燃烧过程的变化,应用CFD软件Fire研究燃烧子模型在柴油机高密度-快速燃烧过程模拟中的应用,利用某高升功率单缸柴油机的试验结果对WAVE喷雾破碎模型和涡团破碎(EBU)湍流控制燃烧模型的关键参数进行标定。对柴油机3 600 r/min时全负荷条件下燃烧过程进行数值模拟,仿真结果表明,缸内平均压力、指示功率和放热率与试验结果吻合良好,缸内燃油蒸发充分、温度分布均匀,验证了CFD模型模拟柴油机高密度-快速燃烧过程的有效性。

高压共轨柴油机燃用F-T柴油的性能与排放特性试验研究

研究了高压共轨柴油机分别燃用国Ⅲ柴油、纯F-T柴油和两者混合油共6种燃油时性能和排放特性。进行了外特性和稳态ESC与瞬态ETC排放试验,并对颗粒物中的可溶性有机物(SOF)和多环芳烃(PAHs)两种成分进行了分析。试验结果表明:随着燃料中F-T柴油比例的提高,发动机输出转矩增大,燃油经济性提高;而稳态和瞬态循环下,CO、NOx、颗粒物和颗粒物中的SOF和PAHs均降低。

基于工况协同的大功率柴油机循环性能优化

建立某型大功率柴油机的三维仿真模型并进行实验验证,基于验证模型的仿真结果对该型大功率柴油机循环工况的整体性能进行优化,在优化过程中提出“正向工况”和“协同工况”的概念和确定方法。结果表明,在仅对喷油角度进行调整的情况下,通过“正向工况”和“协同工况”间多工况的协同匹配,在保持循环比油耗基本不变时,循环NOx排放相比原机降低了6.43%;在保持循环NOx排放基本不变时,循环比油耗相比原机降低了1.53%,降幅达到3.18 g/(kW·h)。本研究提出的优化方法和过程对大功率柴油机循环工况或多工况整体性能的优化具有指导意义。

大功率船用柴油机空气电机启动过程瞬态特性仿真

为提升大功率船用柴油机启动性能,采用GT-power软件建立船用柴油机稳态模型,增加空气电机启动系统模块,构建柴油机启动过程瞬态模型。基于仿真结果,分析环境排气背压、润滑油温度和压缩空气系统参数等对柴油机启动性能的影响规律。仿真结果可为基于空气电机启动的大功率船用柴油机的系统参数设计和性能评估提供依据。

大功率柴油发动机常见故障及预防措施研究

大功率柴油发动机在工业和交通运输领域具有广泛的应用,然而,由于其特殊的工作环境和高负荷运行,常常会遇到各种故障问题。通过研究大功率柴油发动机的常见故障,并提出一系列预防措施,以提高其可靠性和性能。而且,详细分析各种故障原因和机制,可以更好地理解这些问题,并采取相应的措施来降低故障率,延长发动机寿命,减少维修成本。

水翼船动力装置技术特点及未来发展趋势研究

本文介绍了水翼船的技术特点及我国水翼船行业的发展,以船舶动力装置为论题切入点,阐明了蒸汽机、汽轮机、汽油机、柴油机、燃气轮机、核动力装置及联合动力装置的技术特点,重点对柴油机及燃气轮机两类动力装置在水翼船领域的应用及发展进行了研究。柴油机具有较高的经济性及技术成熟度,曾长期在水翼船动力领域占据重要地位,但考虑到当前水翼船动力性及轻量化等方面的特性要求,航空改型燃气轮机目前在水翼船上有着更好的应用前景。

模型支持下的大功率柴油机电子控制系统技术探究

基于模型支持的柴油机电控系统开发设计,能够在保证系统功能安全以及控制品质的同时,降低系统开发难度,具有较为理想的应用效果。本研究通过构建大功率柴油机模型,对电控系统的扭矩控制策略、喷油器控制策略进行设计,最后通过离线仿真对控制组件功能是否正确进行验证。结果显示,本研究设计大功率柴油机电子控制系统满足柴油机实时控制的要求。

大功率柴油机曲轴断裂原因分析与改进

对不同原因所导致的曲轴断裂实例进行了分析,结果显示曲轴断裂形式均为疲劳断裂,结构与工艺不匹配、原材料夹杂物、加工制造缺陷、平键装配错误、减振器失效、主轴颈碾瓦是这些曲轴发生断裂的直接原因。在此基础上,对导致曲轴疲劳断裂的内在因素和外在因素进行了分析讨论,为制定改进措施、提高曲轴使用寿命和可靠性提供了依据。

燃烧室参数对某柴油机高功率密度-快速燃烧性能的研究

为了研究燃烧室参数对某高功率密度单缸机快速燃烧的影响,保证压缩比不变的前提下,建立了三种不同径深比的燃烧室方案,采用AVL FIRE软件对该单缸机燃烧过程进行了模拟计算;分析了径深比对气流分布、喷雾特性以及燃烧性能的影响,仿真结果表明:径深比由3.49变化到5.73的过程中,湍流混合速率先增大后减少,湍动能下降,挤流区域处的速度值降低,喷雾贯穿距增加,油束向凹坑壁面发展,剩余液态燃油量增加;径深比为4.40的Ⅱ型燃烧室动力性能较好,更有利于扩散燃烧。

大功率柴油机运转工况下活塞组摩擦力测量研究

开发了一种基于连杆力无线测量的活塞组摩擦力在线测量方法,给出了摩擦力测量原理和连杆力无线测量方案。在对测量系统进行标定和验证基础上,实现了某大功率柴油机运转工况下活塞组摩擦力的在线测量。结果表明,所开发的测量方法具有较高的精度,可以捕捉发动机工作过程中活塞组摩擦力的变化规律,并具有很好的一致性,能够为发动机活塞组的低摩擦设计提供试验支持。

高功率密度柴油机用超高压喷射技术研究

动力领域的高速发展对柴油机功率密度、转速和体积等多项指标均提出了更高的要求。高功率密度柴油机的关键技术开发是提升我国大型农用机械、重型工程机械等性能的有力保障。高功率密度柴油机具有喷油量大的特点,研究适用于高功率密度柴油机的超高压燃油喷射技术具有重要意义。采用数值模拟的方法研究了喷射压力提升对燃油喷雾雾化、燃烧的影响。燃油喷射压力从100 MPa提高到250 MPa,液相喷雾贯穿距变短、气相喷雾占比明显提高,SMD变小;液相喷雾消失时刻提前,平均湍动能增大;随着喷油压力提高,放热率峰值增大,放热时间缩短。采用250 MPa超高压燃油喷射可以提高喷雾雾化质量、加快燃烧速度,有利于柴油机功率密度的提升。

高功率密度柴油机大喷油量喷雾撞壁燃烧特性研究

动力技术的快速发展对动力系统的功率密度的要求越来越高,其中高功率密度柴油机应用场景广泛,对于提升我国农用机械、重型工程机械等动力系统技术水平至关重要。高功率密度柴油机需要大喷油量在有限燃烧室空间内的快速燃烧,这就需要提高燃油喷射压力,大量燃油喷雾撞壁燃烧现在不可避免。采用数值模拟的方法研究了大喷油量喷雾撞壁燃烧现象:喷雾撞壁燃烧和自由喷雾燃烧特性相比,适当的喷雾撞壁距离有利于改善燃烧,撞壁距离过短,出现燃油喷雾过早撞壁现象,不利于燃油喷雾在燃烧空间的扩散,油气混合质量变差,导致燃烧恶化。喷雾撞壁也会强化喷雾和空气混合过程,45 mm的喷雾撞壁距离有利于提高燃烧速度;壁面温度升高着火时刻提前,soot生成增多,后燃严重,燃烧持续期变长,不利于燃烧效率的提升。

气垫船推进系统技术特点研究及未来前景展望

简要介绍了气垫船的技术特点、气垫船推进系统的总体组成,重点对高速柴油机及燃气轮机等推进主机及其技术特点进行了阐述,随后详细介绍了用于气垫船的各类推进器及其技术特点,并对气垫船推进系统未来的发展趋势进行了展望。未来,气垫船主机仍会以高速柴油机及燃气轮机等传统热力发动机为主流,并有望采用电力推进。核动力装置虽然能为船舶提供较强的动力性及续航力,但考虑到其高昂的成本、复杂的结构、庞大的尺寸及重量,以及核泄漏等安全性问题,一定程度上限制了其在气垫船等高性能船舶领域的应用。

高海拔双源制动力集中动车组关键技术分析

结合既有动力集中动车组满足高海拔非电气化和电气化客运贯通运输和衔接要求,文中首先详细梳理了高海拔双源制动车组的内燃/电力分置式设计、列车级互联互通互控特征及不同类型车辆的高原适应性技术提升的难点,并在此基础上明确了该型动车组的技术路线;其次针对高海拔线路条件,结合高原型双源制动车组的牵引特性;随后针对动车组高海拔恶劣环境的运用需求,研究了该型动车组柴油机组性能优化、乘坐舒适性改造措施等;最后为实现内电牵引模式的便捷转换,深入探讨了双源制动力集中动车组的一体化设计技术。

高速大功率柴油机连杆大端孔椭圆度加工与控制

通过对高速大功率柴油机连杆机械加工和检验过程中出现的问题进行分析,针对性地制定改善方案进行验证,确定了导致该问题发生的原因,分析验证的过程中梳理了影响连杆大端孔椭圆度的多种因素,并提出了改善建议。

某高可靠性矿车用大功率柴油机设计开发

在自主开发矿车用柴油机时,根据市场调研和矿车作业环境,确定了柴油机的功率、扭矩和转速,同时开展矿车用柴油机配套应用技术研究,对柴油机的相关零部件进行结构设计。为进一步满足矿车的经济性要求,进行了高效增压器匹配研究和性能仿真计算以降低油耗。对主要零部件采用高强化设计、关键零部件热负荷计算和NVH计算以保证矿车用柴油机的可靠性,开发矿车用柴油机健康管理系统以提高智能化程度。开发完成后通过台架测试和矿车配套验证,结果显示本次开发的矿车用柴油机达到指标要求,满足矿车配套要求。

高原环境大功率柴油机性能综合改进技术研究

以某在用车辆动力舱空间为约束,提出增压中冷一体化技术,增加了高原(海拔大于3000m)柴油机进气密度:采用对流换热强化技术与先进制造技术,设计一种高效紧凑型环形中冷器,将其安装在改进后的压气机涡壳内部,从水散热器后取水冷却气体,实现增压系统上集成一体化中冷系统。对喷油器结构参数进行改进,从优化高原柴油机缸内喷雾与燃烧过程的角度改进性能。中冷器换热试验和高原环境发动机性能模拟台架试验表明:海拔3700m,标定工况点,一体化技术可以使发动机压气机后气体温度降低35.1℃;2000r/min、117.2kg/h工况时,单独应用一体化技术,柴油机功率恢复4.6%,燃油消耗率降低4.1%,涡前排气温度降低39℃,最大压升率降低4.7%;同时,应用优化的喷油器,功率比原机在高原提升11.1%,燃油消耗率下降7.2%,涡前排气温度降低49℃,最大压升率降低10.3%。

柴油与LPG/柴油双燃料喷雾特性的对比

采用高分辨率数码照相机对柴油与 LPG/柴油混合喷雾特性进行了对比研究。结果表明 ,随着 LPG掺混比的增大 ,喷雾油滴的平均直径减小 ,油滴尺寸数目分布曲线向小颗粒方向偏移 ,小颗粒油滴数目增多 ,雾化质量提高 ,使发动机碳烟排放大幅度降低 ;大颗粒油滴尺寸变化不大 ,小颗粒油滴尺寸变小 ,相对尺寸范围和发散边界扩大。随着喷雾贯穿距离的增大 ,柴油油滴的粒度增大 ;混合燃料的油滴尺寸的数目分布向小颗粒偏移 ,累积容积油滴直径则增大 ;相对尺寸范围和发散边界呈减小趋势 ,油滴容积分布在较大油滴的范围内渐趋均匀 ;喷射距离较长 ,油束射程总是等于油束到达燃烧室壁面的最大距离。

高压共轨柴油机起动工况高压泵控制策略

针对2.8TC柴油机起动过程的特点,将起动过程分为拖转期和起动期两大部分,由此设计了不同阶段不同的高压泵计量阀控制策略,确定了目标启喷压力和启喷转速,在此基础上试验研究了拖转期燃油计量阀接通时间和开度对轨压动态特性的影响,由此优化拖转期燃油泵的控制方法。研究了起动期燃油计量阀的开度和控制方法对轨压动态特性的影响。结果表明,所设计的高压泵燃油计量阀分阶段的控制策略可有效改善柴油机起动过程目标启喷压力的稳定性和跟随性,为提高起动性提供良好的喷射条件。