某船用柴油机匹配STC及EGR系统试验研究①

针对传统船用增压柴油机低负荷时动力性较差及NO_x排放较高问题,对某船用增压柴油机进行相继增压(STC)结合EGR系统改造,通过试验,研究推进特性负荷下,STC结合不同EGR率对柴油机动力性、经济性以及排放性能的影响。试验表明:在低负荷且0≤η_(EGR)≤0.06时,相比原机,P_k上升,P_z上升、g_i下降、Soot值下降,同时,NO_x值在STC的基础上显著降低;在高负荷且0≤η_(EGR)≤0.06时,可保证P_k、P_z、g_i及Soot值与原机变化不大的基础上显著降低NOx值,弥补STC系统在高负荷时降NO_x排放能力上的不足,如100%负荷、η_(EGR)=0.06时,相比原机,P_k降低4.32%,P_z降低1.45%,g_i上升2.56%,Soot值增加0.037 m~(-1),NO_x值降低18.8%。     

船用柴油机遥控系统的理论探索

根据多年的教学和上船实践经验，从逻辑分析和新角度对船用主机遥控系统的疑难问题进行了深入浅出的解说，对其中的各项重要功能进行了简洁全面的概括，并对有关的基础理论进行了修正与完善。     

船用柴油机操纵系统的动态模拟

利用计算机多媒体动画技术，开发了ＭＡＮ－Ｂ＆ＷＭＣ柴油机的气、电控制操纵系统的动态模拟系统，通过对控制过程和逻辑关系的技术处理，使轮机人员能快速精通操纵系统的动作原理，判断操纵系统故障，提高技术水平。     

船用柴油机可变喷油正时的调整

根据ＭＡＮ Ｂ＆Ｗ５０－９０ＭＣ型柴油机“ＳＵＰＥＲ ＶＩＴ”系统的结构特点,对调整特性曲线和调整方法进行了深入研究,目前是使轮机管理人员全面系统地了解“ＳＵＰＥＲ ＶＩＴ”的调整特性曲线和掌握在不同条件下应采取的相应调整方法。     

EGR涡轮增压柴油机的进气未燃空气质量分数估计

为解决车用EGR涡轮增压柴油机进气未燃空气质量分数无法直接测量的问题,提出了一种估计未燃空气质量分数的方法.在构建高压回路EGR涡轮增压柴油机动态模型的基础上,设计了EGR流量的高增益观测器,为进气歧管未燃空气质量分数的准确估计奠定基础;基于进排气歧管未燃空气质量分数的动态方程,设计了柴油机未燃空气质量分数的全维状态观测器,并基于李雅普诺夫稳定性理论,对设计的观测器进行了稳定性分析.分析结果表明,设计的观测器是一渐近稳定系统,可以用于对未燃空气质量分数进行估计.利用GT-Power仿真数据以及试验数据对设计的EGR流量观测器和未燃空气质量分数观测器进行验证.结果表明,设计的观测器能够对参数进行准确估计,估计误差在3%以内,满足柴油机控制系统的需求.      

船用柴油机冷却水温度的模糊控制

将模糊控制理论应用于柴油机冷却水温度控制，克服了单输入，单输出的PD、PI或PDI控制的缺陷，解决了被控量的准确性，快速性和稳定性的问题。     

大功率船用柴油机智能诊断系统的研究与实现

通过对船舶柴油机故障诊断仿真系统的模型,结构原理与功能的研究,着重介绍了基于ＲＢＦ神经网络故障智能诊断方法,并以实例对涡轮增压系统和气缸组件与燃料系统故障进行分析判断,指出开发实船柴油故障诊断的计算机辅助分析系统具有指导意义。     

喷油正时对船用柴油机NOx排放率影响的试验研究

根据ＩＭＯ推荐的试验程序,分别在发电机工况推进工况下,在一台４１３５Ｇ柴油机上进行喷油正时变化时柴油机ＮＯＸ排放的试验,结果表明,适当将喷油正时延后调整可以降低柴油机ＮＯＸ排放率以满足国际公约的排放标准要求,而柴油机经济性不受到影响。     

船用柴油机诊断参数的优化选择

依据柴油机的基本工作原理，运用优化的方法确定参数的敏感度，并据此而选取了故障诊断参数。     

船舶柴油机调速系统模糊控制策略

模糊控制小需建立被控对象的精确数学模型，具有较强的鲁棒性。三维模糊控制器因其较复杂，故本文采用带有智能积分器的二维模糊控制器，并将其应用于柴油机主机调速系统中，从而保证系统的动静性能。     

船舶柴油机燃油粘度控制系统的仿真

应用Matlab/Simulink软件,以Anqing Daihatsu 6PSTdM-26H型船用四冲程柴油机为研究对象,建立了船舶柴油机燃油粘度控制系统的热力动态数学模型.首先,根据PID控制器原理,选用比较合适的PID参数,建立燃油粘度控制系统部分主要模型;再利用传热学的相关理论进行分析,得出柴油机燃油粘度控制系统整体仿真模型;最后,通过Matlab/Simulink软件进行仿真.结果表明,提出的方法和所建立的模型是真实可靠的,简化后模型可以减少工作量和研发成本.     

大型低速船用柴油机燃油共轨系统建模

以瓦锡兰Sulzer 7RT-flex 60C型船用柴油机为研究对象,首先介绍了燃油共轨系统的组成,分析了燃油共轨系统的特性,然后利用流体力学原理构建了燃油共轨系统各个模块的数学模型,最后采用MATLAB/Simulink软件进行仿真计算.仿真结果与船用柴油机台架数据误差符合要求,具有一定的有效性和准确性.     

CFD耦合化学动力学模拟EGR对柴油机燃烧的影响

研究了柴油机低速部分负荷工况引入不同EGR对缸内燃烧排放特性的影响.将CHEMKIN-Ⅱ化学反应求解器集成到KIVA 3V Release 2程序中,用正庚烷化学反应机理替代柴油燃烧,建立柴油机缸内燃烧数值模拟模型;结合试验数据,模拟分析喷油时刻保持不变,EGR率(废气再循环)从0%增加到60%的燃烧过程、NOx和碳烟排放.结果表明:引入大比例EGR后点火延迟明显增长,燃烧相位推迟,燃烧温度降低;较低燃烧温度避开了NOx的高浓度生成区,EGR率60%时NOx排放比无EGR时降低93.5%;但高EGR率未使燃烧路径避开碳烟生成区,加之较低的氧浓度不利于碳烟的氧化,碳烟排放增高.     

大型低速船用柴油机余热回收装置的（火用）平衡分析

介绍了当前一般船用柴油机的余热回收装置,对特定型号主机废气余热回收装置进行（火用）平衡分析,通过计算求出了该装置的（火用）分配及利用情况,以及各装置（火用）效率的潜在提高程度.结果表明,该余热回收装置具有较高的（火用）效率和较好的经济性.（火用）分析的结果可以指导人们合理的提高（火用）的利用效率.     

船用低速柴油机排放控制与对策

从柴油机排放物生成机理出发，为满足IMO的控制要求，探讨了柴油机运行管理中控制排放的实用控制技术。     

大型船舶柴油机性能模拟及优化计算

在Matlab仿真环境下建立了某大型低速二冲程船用柴油机的零维模型,并利用柴油机推进特性的实验数据验证了模型的准确性.基于仿真模型,分析了不同压缩比和燃烧始点对柴油机标定工况下主要性能参数的影响.利用Isight-Matlab联合仿真优化平台,以柴油机油耗为优化目标,以最高爆发压力、最高爆发压力与压缩压力之差、最高燃烧温度和排气温度低于限制值为约束条件,对标定工况下柴油机的压缩比和燃烧始点进行联合寻优.仿真计算结果表明,标定工况下柴油机的经济性和动力性均有一定改善.     

MATLAB环境下的船用柴油机故障诊断的模拟研究

提出一种基于径向基函数神经网络模型应用于船用柴油机故障诊断的方法,设计相应系统的征兆／故障样本集,运用ＭＡＴＬＡＢ环境下的实用工具箱－ＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓＴｏｏｌｂｏｘ对ＨＵＤＯＮＧ－Ｂ＆Ｗ６Ｌ６０ＭＣＥ大功率船用低速柴油机涡轮增压系统的故障诊断进行模拟计算,仿真结果表明,这种方法是成功的。     

4190ZLC-2柴油机燃油喷射系统参数匹配试验

基于4190ZLC-2船用中速柴油机电控化改造燃烧与性能测试平台,测取在额定工况下不同供油提前角柴油机的性能参数,分析供油提前角对柴油机运行性能的影响规律,并根据不同凸轮作用段在最佳供油提前角的对比选型,发现“14.6℃A”凸轮作用段具有较好的喷油特性。在柱塞直径、喷油提前角和凸轮作用段分别为14 mm、26℃A和14.6℃A时,测试与分析了喷孔直径变化对负荷特性和推进特性的影响。结果表明:综合性能最佳的喷孔直径为0.26 mm,其在满足经济性前提下的NOx排放较优,可为燃油喷射系统参数匹配提供理论依据和试验依据。     

EGR对柴油机排放影响之研究

以某一四缸、增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,针对EGR对柴油机排放的影响进行了试验研究。总结出了EGR系统对柴油机排放的影响规律。