船舶电控柴油机燃油共轨系统的建模与仿真

为分析船舶电控柴油机燃油共轨系统的动态性能以及各参数对系统性能的影响,以7RT-flex 60C柴油机为研究对象,研究燃油共轨系统的工作原理和结构特点.建立系统主要部件的数学模型,采用SIMULINK编写燃油共轨系统仿真程序,对系统升程、压力和流量特性进行模拟.结果表明,模型具有较高的准确性.在此基础上,研究相关参数对系统性能的影响.高压油泵的转速越高,供油率的变化越快;相同喷油脉宽下,共轨压力增加,喷油率增加;中间储油器、共轨管的容积对共轨压力波动有较大影响.建议在满足柴油机起动性能的基础上,选用较大的缓冲器容积或分段式共轨管.     

现代车用柴油机共轨式电喷新技术

本文阐述了现代车用柴油机电控系统的发展目的、意义和现状;重点介绍了现代轿车柴油机电控系统(含时间控制的柴油电喷、共轨式电喷、涡轮增压中冷、废气再循环等)的新技术;同时指出其中共轨式电喷的新技术是今后现代车用柴油机发展的必然趋势。     

共轨式喷油系统数学模型

针对高压共轨喷油系统所特有的工作过程和部件结构 ,建立了系统各部件综合的数学模型 ,并采用有限容积法对方程进行了离散 ,对系统的压力特性、电磁特性和控制参数等进行了仿真 ,为系统的参数设计、标定提供了依据。     

大型低速共轨电喷船用柴油机排放特性分析

为研究船舶柴油机的防污染问题,依据《MARPOL 1973/78》附则VI对船舶柴油机排放物的最新要求,对船用某大型低速二冲程十字头共轨电喷柴油机进行排放测试,分析排放物(THC,NOx,CO2,CO和O2)随负荷变化的排放特性,得出按推进特性运行时THC,NOx,CO2,CO和O2的排放规律.结果表明:该型柴油机在各负荷下运行时,缸内燃烧过程充分;按经济理念设计的降速运行可获得经济效益;与传统柴油机相比,该型柴油机在NOx和CO2排放上明显改善.     

喷射系统参数对电喷柴油机性能的影响

为降低船舶柴油机对环境的污染,在装配电控高压共轨系统的MWMTBD234V6船用电站柴油机上,研究喷射系统参数对柴油机燃烧和排放特性的影响.结果表明:喷油提前角是影响柴油机燃烧及排放的重要因素,当喷油提前角较大时,生成的碳烟在高温下充分氧化,从而柴油机的排放量较少;喷孔个数及孔径影响柴油机的排放;喷射夹角大则油耗和排温...     

船用二冲程柴油机热工分析中△p与△H的应用

描述数字和网络通信技术在船用二冲程柴油机工况测试分析中的实际应用，用缸内压强变化△p和工质的比焓△H参数以及热工技术的分析方法对柴油机工况进行实时监测．对△p和△H参数在热工分析中的物理意义与数学方法进行探讨．根据进排气温度T，△p和△H等参数，按照热力学开口系统考察船用二冲程柴油机运行工况，实现对柴油机的燃烧、运行和故障前兆现象的实时监控．     

船用二冲程柴油机热工分析中Δp与ΔH的应用

描述数字和网络通信技术在船用二冲程柴油机工况测试分析中的实际应用,用缸内压强变化Δp和工质的比焓ΔH参数以及热工技术的分析方法对柴油机工况进行实时监测.对Δp和ΔH参数在热工分析中的物理意义与数学方法进行探讨.根据进排气温度T,Δp和ΔH等参数,按照热力学开口系统考察船用二冲程柴油机运行工况,实现对柴油机的燃烧、运行和故障前兆现象的实时监控.     

柴油机燃油喷射系统的仿真计算及分析

较全面地分析了柴油机燃油喷射系统仿真计算的影响因素，给出了仿真计算的基本数学模型。研究并分析了传统和电控喷油系统仿真计算的特点，分析了现有计算模型的现状及部分缺陷，并就其发展提出了一些建议。     

主柴油机冷却水系统高温部分的动态仿真

在对冷却水系统进行建模时,首先针对系统管路中的各个器件分别建立稳态热传递数学模型,然后根据实情分别设置各自的时间常数,便可列出各个器件的动态模型。以中央冷却器的动态模型为基础的整个系统的模型也随之可获得。研究结果表明,按此方式建立的模型进行动态仿真较为逼真     

基于齐次有限时间收敛的电控柴油机转速自抗扰控制方法

针对船用电控柴油机推进控制系统存在模型偏差、负载扰动等不确定性问题,设计基于齐次有限时间收敛的柴油机转速自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法。利用齐次有限时间收敛理论设计ADRC的误差反馈控制律,并进行有限时间收敛证明。利用反双曲正弦函数构造ADRC的跟踪微分器和扩展状态观测器,使其调节参数少、稳定性证明简单。仿真试验表明:改进算法收敛速度快、抗扰能力强。     

低温等离子体技术净化船舶柴油机尾气的化学反应动力学模拟

针对目前尚没有一种净化方法能同时去除船舶柴油机尾气中NOx,SO2和炭粒的现状,提出将低温等离子体技术应用于船舶柴油机尾气净化中.利用MATLAB,根据化学反应动力学原理建立关于低温等离子体技术净化NOx和SO2的微分方程组,对船舶尾气中NOx和SO2的净化效果进行模拟.在此基础上,进一步研究尾气中的SO2含量和O2含量对尾气处理效果的影响.理论研究结果说明此方法是可行的.利用低温等离子体技术净化船舶柴油机尾气具有较好的发展前景.     

船舶柴油发电机转速人工神经网络控制

结合神经网络与PID控制,形成船舶柴油发电机转速神经网络控制系统;控制系统中神经网络控制器与PID控制器相结合,经过神经网络控制器的不断学习,控制器获取船舶柴油发电机转速系统的动态逆模型,系统逐渐地由神经网络控制器起主要控制作用.仿真试验显示,在电力系统突加有功负载时,发电机控制系统的动态过程稳定性良好.     

船舶柴油机排气管道钢架强度计算

针对船舶柴油机排气管道钢架结构,充分考虑机舱现实情况,采用结构单元模型,建立精确的排气管道钢架整体有限元模型.在均布载荷和非均布载荷下采用ANSYS软件对其进行空间结构静力分析和模态分析.分析结果表明:船舶柴油机排气管道钢架满足设计要求,不需局部加固.研究成果可为船用钢架以及其他类型的大型特种钢结构的强度分析和设计提供依据.     

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。     

低温等离子体联合光催化减少船舶柴油机模拟烟气中NOx排放的实验

为减少船舶柴油机模拟烟气中NO_x的排放,将低温等离子体技术与光催化技术联合。通过实验研究2种技术单独及联合使用时影响NO_x排放的因素和反应机理。结果表明:采用低温等离子体技术时NO的脱除率随放电电压的增大而提高,随气体流速、NO初始体积分数和O_2体积分数的增大而降低,该技术对高体积分数NO的脱除更有优势;采用光催化技术时NO的脱除率随紫外灯功率和O_2体积分数的增大而提高,随气体流速和NO初始体积分数的增大而降低,该技术更适合处理低体积分数、低流速气体。在流速1 L/min、O_2体积分数4%、放电电压14 kV、紫外灯功率15 W的工况下,采用联合处理技术时NO的脱除率达65%~75%,脱除效果优于单独使用低温等离子体技术和光催化技术的效果。     

船舶柴油机黑炭排放因子测量

为计算船舶柴油机黑炭排放的具体数量,评估船舶柴油机黑炭排放的现状,必须准确地测量出各种船舶发动机在不同燃油条件下的黑炭排放因子。利用船用二冲程柴油机台架,对柴油机尾气排放物进行监测,研究黑炭排放因子的测量与计算方法。对硫的质量分数分别为1.0%、0.5%、0.1%的3种燃油条件下的发动机黑炭及其他污染物排放进行实验研究,分析不同燃油对各污染物排放的影响。计算得出3种燃油条件下船舶黑炭基于做功的排放因子分别为9.12、7.51、1.34 mg/(kW·h),基于燃油消耗的排放因子分别为47.56、38.34、7.53 g/t,为船舶柴油机黑炭排放的相关研究提供依据。