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变工况条件对船用二冲程低速柴油机扫气过程的影响
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作者 崔磊 张小玉 王怀印 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期366-375,共10页
在船用二冲程低速柴油机中,扫气过程的优劣直接关系到发动机的各项特性,在前期研究中主要以扫气口结构为主要研究方向,但发动机循环是一个瞬变的动态过程,因此需要针对扫气过程的不同阶段及不同环境因素开展性能分析,以便在扫气全过程... 在船用二冲程低速柴油机中,扫气过程的优劣直接关系到发动机的各项特性,在前期研究中主要以扫气口结构为主要研究方向,但发动机循环是一个瞬变的动态过程,因此需要针对扫气过程的不同阶段及不同环境因素开展性能分析,以便在扫气全过程内改善扫气性能.本研究基于扫气流动试验台,通过三维激光粒子测速系统,对不同工况条件下的稳态扫气过程进行了光学实验研究.结果表明:改变扫气压差、扫气口开度以及排气门升程均会对流通能力产生一定影响,但对涡流的影响不大;扫气口开度降低及排气门升程较低均会改善扫气均匀性,利于在一定程度上提升扫气效率,但根本上改善扫气均匀性的因素仍然是扫气口结构. 展开更多
关键词 船用二冲程低速柴油机 扫气过程 扫气均匀性 三维激光粒子测速系统
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基于性能优化的小缸径二冲程低速船用柴油机喷油方式研究 被引量:2
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作者 刘海强 吕林 王忠俊 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期151-156,共6页
针对小缸径二冲程高压共轨低速船用柴油机,在常用工况75%负荷下,通过台架性能试验和仿真计算研究了燃油标准喷射、预喷射和后喷射等喷射方式对整机燃油消耗和氮氧化物(NO_x)排放的影响。研究结果表明:相对于标准喷油方式,预喷加主喷的... 针对小缸径二冲程高压共轨低速船用柴油机,在常用工况75%负荷下,通过台架性能试验和仿真计算研究了燃油标准喷射、预喷射和后喷射等喷射方式对整机燃油消耗和氮氧化物(NO_x)排放的影响。研究结果表明:相对于标准喷油方式,预喷加主喷的燃油喷射方式大幅提高了最高燃烧压力,最高燃烧压力增幅达9.3%,既降低了NO_x排放同时又获得良好的燃油经济性,NO_x排放降低了3.8%,燃油消耗率降低了0.4%。在性能试验的基础上建立仿真计算模型,通过模拟计算研究不同预喷开始角度对整机性能的影响,获得最佳的预喷开始角。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 小缸径二冲程柴油机 低速船用柴油机 燃油喷射 排放
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喷油角度对低速二冲程船用柴油机燃烧的影响 被引量:3
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作者 王怀印 孙凯 +3 位作者 刘腾 王晨 鲁祯 王天友 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期139-144,共6页
针对低速二冲程船用柴油机燃烧过程中复杂的油气混合问题,本文采用CFD软件CONVERGE研究了喷油角度对某低速二冲程柴油机混合气形成、燃烧和排放的影响,并给出了喷油角度优化策略。结果显示:顺涡流方向调整喷油角度降NOx潜力较大,当喷油... 针对低速二冲程船用柴油机燃烧过程中复杂的油气混合问题,本文采用CFD软件CONVERGE研究了喷油角度对某低速二冲程柴油机混合气形成、燃烧和排放的影响,并给出了喷油角度优化策略。结果显示:顺涡流方向调整喷油角度降NOx潜力较大,当喷油角度α=23°时,NOx排放相比原机降低了22.1%;通过综合调整涡流方向和垂直方向喷油角度,优化了发动机NO x排放和BSFC的综合表现,(α=13°,β=22°)喷射角度可实现较低的NO x排放;无EGR时得到的燃油喷射角度优化策略,在EGR氛围下同样适用。 展开更多
关键词 二冲程船用柴油机 燃烧 排放 喷油角度 涡流 油气混合 燃油蒸发 EGR率
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基于EGR技术的船用低速二冲程柴油机增压系统匹配研究 被引量:1
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作者 孙坤 朱思鹏 +1 位作者 陆振华 邓康耀 《柴油机》 2018年第1期1-7,共7页
针对采用EGR技术的船用低速二冲程柴油机在满足IMO排放法规时增压系统须兼顾多模式、宽流量范围运行的问题,基于某型低速二冲程柴油机在GT-Power软件中搭建整机及EGR系统仿真模型并校核。在此基础上研究涡轮增压器匹配、进排气旁通、废... 针对采用EGR技术的船用低速二冲程柴油机在满足IMO排放法规时增压系统须兼顾多模式、宽流量范围运行的问题,基于某型低速二冲程柴油机在GT-Power软件中搭建整机及EGR系统仿真模型并校核。在此基础上研究涡轮增压器匹配、进排气旁通、废气旁通(EGB)等措施对该型柴油机TierⅢ和TierⅡ模式时性能的影响并得出系统匹配策略。研究结果表明:TierⅢ模式时,减小涡轮等效流通面积可有效恢复增压压力,但导致运行点接近压气机喘振线;引入进排气旁通则可有效解决喘振问题。TierⅡ模式时,采用EGR和EGB措施均可有效解决因涡轮等效面积减小带来的增压压力过高问题,但其中EGR方案NO_x排放较低,燃油消耗率偏高,而EGB方案燃油消耗率较低,NO_x排放偏高;综合应用EGR和EGB,即高负荷采用EGR,中低负荷采用EGB的匹配方案,可达到整机NO_x排放满足TierⅡ法规要求且燃油消耗率最低的设计目标。 展开更多
关键词 船用低速二冲程柴油机 增压系统 EGR EGB 匹配
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船用低速二冲程柴油机机电复合增压技术影响机制研究 被引量:3
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作者 胡超 杨名洋 +2 位作者 邓康耀 钱跃华 刘博 《柴油机》 2019年第5期21-26,共6页
基于一维数值仿真方法对某型船用低速二冲程柴油机展开机电复合增压技术的电机/发电机功率影响机制研究。研究结果表明:涡轮和压气机的效率是影响机电复合增压柴油机综合效率的关键因素;调节电机/发电机功率可以推动涡轮和压气机的运行... 基于一维数值仿真方法对某型船用低速二冲程柴油机展开机电复合增压技术的电机/发电机功率影响机制研究。研究结果表明:涡轮和压气机的效率是影响机电复合增压柴油机综合效率的关键因素;调节电机/发电机功率可以推动涡轮和压气机的运行工况点向最佳效率圈迁移,从而提高柴油机综合效率;通过应用机电复合增压技术可实现该机型全工况综合油耗降低0.5%~2.1%。 展开更多
关键词 船用低速柴油机 复合增压 电机/发电机 综合油耗
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船用二冲程柴油机鼓风机扫气模型与切换规律研究 被引量:4
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作者 石磊 丰琳琳 +1 位作者 周涌明 邓康耀 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期31-35,40,共6页
针对船用7K90MC-C低速二冲程柴油机进行了鼓风机匹配和切换规律的研究。建立了二冲程柴油机与鼓风机仿真模型,着重研究了扫气模型的选取。通过试验校核,验证了计算结果的正确性。对2台鼓风机全开时切换规律的研究表明:柴油机负荷增加时... 针对船用7K90MC-C低速二冲程柴油机进行了鼓风机匹配和切换规律的研究。建立了二冲程柴油机与鼓风机仿真模型,着重研究了扫气模型的选取。通过试验校核,验证了计算结果的正确性。对2台鼓风机全开时切换规律的研究表明:柴油机负荷增加时鼓风机应在41%负荷左右关闭,柴油机负荷降低时鼓风机应在35%负荷左右打开,可以保证控制扫气量和热负荷的需要。 展开更多
关键词 内燃机 二冲程船用柴油机 增压系统 鼓风机 扫气模型
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大型低速二冲程船舶柴油机气缸油台架试验评定 被引量:1
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作者 魏海军 魏立队 +3 位作者 李品友 杨智远 李精明 孙秀成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期503-507,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 大型低速柴油机 二冲程柴油机 船舶柴油机 气缸油 台架试验 试验评定
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低速二冲程船用柴油机耦合涡流影响的现象学喷雾模型研究
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作者 刘岱 David OOGALO 刘龙 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期1-8,共8页
为了更深入地研究低速机缸内涡流对喷雾的影响,开发新的现象学模型并进行了优化计算。该模型在传统的广安博之多区现象学模型之上加入了涡流效应。在模型中,涡流与喷雾的相互作用被分成两个阶段:一是喷雾破碎前空气与喷雾的互相撞击,二... 为了更深入地研究低速机缸内涡流对喷雾的影响,开发新的现象学模型并进行了优化计算。该模型在传统的广安博之多区现象学模型之上加入了涡流效应。在模型中,涡流与喷雾的相互作用被分成两个阶段:一是喷雾破碎前空气与喷雾的互相撞击,二是喷雾破碎后的空气的混合与卷吸。根据这两个阶段不同的物理作用,结合动量守恒定理的推导,可以计算出这两个阶段中喷雾被涡流偏转的速度,从而与喷雾的原速度合成得到喷雾与涡流互相作用的合速度。在这个过程中,开发了液滴蒸发、空气卷吸等子模型使计算更接近实际情况。经过与文献中的试验数据进行对比,发现所开发的模型在不同工况(3MPa~9MPa,400K~900K)下对喷雾贯穿距与形态等参数都具有良好的预测效果。通过模型进一步探索了喷射角度对喷雾贯穿距与形态的影响,为后续低速机喷雾优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 喷雾贯穿距 涡流 喷雾偏转 喷雾形态 低速二冲程柴油机
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船用低速二冲程柴油机燃烧与排放数值模拟研究 被引量:3
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作者 张俊军 吴朝晖 +5 位作者 胡朝霞 周涌明 李大保 杨志村 Yun Kang Daniel Lee 《柴油机》 2012年第2期20-25,共6页
使用CFD软件对一台船用低速二冲程柴油机额定工况点缸内喷雾、燃料着火和燃烧过程、排放物NOx浓度分布及生成总量进行了数值模拟研究。模拟所得压缩压力和最高燃烧压力与实测值基本一致。在额定工况点运行时,柴油机预混合燃烧比例很小,... 使用CFD软件对一台船用低速二冲程柴油机额定工况点缸内喷雾、燃料着火和燃烧过程、排放物NOx浓度分布及生成总量进行了数值模拟研究。模拟所得压缩压力和最高燃烧压力与实测值基本一致。在额定工况点运行时,柴油机预混合燃烧比例很小,基本呈现单峰状的扩散燃烧特征;燃烧放热初始时刻在上止点附近,整个燃烧持续期约为45℃A。同时,计算所得的NOx生成总量与实测值存在19.15%的偏差。 展开更多
关键词 船用低速二冲程柴油机 燃烧 排放 数值模拟
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MAN B&W ME-GI双燃料低速二冲程船用柴油机 被引量:5
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作者 夏立国 翁昕昊 《船舶标准化工程师》 2012年第1期24-26,共3页
随着人们对环境保护的日益重视以及燃油价格的不断提高,柴油机替代燃料的开发已刻不容缓。为了适应市场的需要,MAN B&W公司开发了ME-GI双燃料船用柴油机。本文详细地介绍了ME-GI双燃料船用柴油机的原理、结构和优势。
关键词 环境保护 ME-GI 双燃料 船用柴油机 低速 二冲程
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船用低速二冲程柴油机燃油喷射系统发展概述 被引量:6
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作者 文李明 张志勇 吴朝晖 《柴油机》 2016年第1期24-28,47,共6页
针对日趋严格的排放法规,指出:电控燃油喷射技术是实现船用大功率柴油机缸内清洁、高效燃烧的关键技术。介绍了船用低速二冲程柴油机电控燃油喷射系统的发展现状,就目前应用在大功率低速柴油机上的主要电喷系统,增压式电控燃油喷射系统... 针对日趋严格的排放法规,指出:电控燃油喷射技术是实现船用大功率柴油机缸内清洁、高效燃烧的关键技术。介绍了船用低速二冲程柴油机电控燃油喷射系统的发展现状,就目前应用在大功率低速柴油机上的主要电喷系统,增压式电控燃油喷射系统和共轨式电控燃油喷射系统做了详细的介绍和分析。 展开更多
关键词 船用低速柴油机 燃油喷射系统 共轨
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二冲程低速柴油机曲轴箱爆炸的原因及预防 被引量:4
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作者 辛颖 曹阳 《世界海运》 2004年第3期42-43,45,共3页
结合最新的事例对二冲程大型柴油机曲轴箱爆炸的原因和特点进行了分析,给出了管理和设计方面的建议,并介绍了一种新型的预防系统。
关键词 船舶动力 船用柴油机 二冲程低速柴油机 曲轴箱爆炸 油雾 防爆门 水雾
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机内净化降低船用二冲程柴油机NO_x排放仿真 被引量:5
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作者 贾亢 孙凯 +3 位作者 王天友 鲁祯 桂勇 韩连任 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期393-398,共6页
针对一台满足TierⅡ排放标准的船用二冲程柴油机,建立GT-Power一维仿真模型,研究了废气再循环(EGR)、米勒循环、进气加湿(HAM)以及优化喷油正时等手段对NO_x排放和燃油消耗率的影响,并探讨了通过多种措施耦合来实现TierⅢ排放标准的技... 针对一台满足TierⅡ排放标准的船用二冲程柴油机,建立GT-Power一维仿真模型,研究了废气再循环(EGR)、米勒循环、进气加湿(HAM)以及优化喷油正时等手段对NO_x排放和燃油消耗率的影响,并探讨了通过多种措施耦合来实现TierⅢ排放标准的技术路线.结果表明:单独采用米勒循环或进气加湿难以达到TierⅢ排放标准;通过结合米勒循环和进气加湿,可以将NO_x排放降低至TierⅢ标准,但会导致燃油消耗率大幅增加;废气再循环是降低NO_x排放的最有效措施,通过将其与米勒循环和进气加湿相结合,可有效减小EGR使用率,并适度改善燃油经济性的恶化程度. 展开更多
关键词 船用二冲程柴油机 NOX排放 废气再循环 数值仿真
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二冲程船用柴油机稳态扫气流动特性 被引量:2
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作者 张备 王天友 +3 位作者 崔磊 鲁祯 孙凯 田福全 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期228-235,共8页
设计了一台船用柴油机稳态扫气光学试验装置,用以研究低速二冲程船用柴油机的扫气过程.利用立体粒子图像测速技术对不同参数下的缸内扫气流场进行了研究.结果表明:随着扫气口径向切角的增大,平均涡心位置与气缸轴线的偏离增大,涡流强度... 设计了一台船用柴油机稳态扫气光学试验装置,用以研究低速二冲程船用柴油机的扫气过程.利用立体粒子图像测速技术对不同参数下的缸内扫气流场进行了研究.结果表明:随着扫气口径向切角的增大,平均涡心位置与气缸轴线的偏离增大,涡流强度有所增强,气流的轴向速度呈现先增大后减小的趋势;随着扫气口开度的减小,涡心附近的轴向速度先有所增大,当扫气口开度降低到25%时,轴向速度大幅度减小,并出现回流现象.为通过流场评估扫气性能,提出了“扫气非均匀性系数”.试验发现在扫气口径向切角为15°及20°时扫气性能较好,此外,扫气口开度对扫气性能的影响仅体现在扫气口开度较小时,此时在扫气口附近的轴向速度均匀性差,影响扫气性能. 展开更多
关键词 二冲程船用柴油机 扫气口结构 扫气非均匀性系数
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船用二冲程柴油机振动分析
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作者 叶晓华 《世界海运》 2007年第6期46-47,共2页
船舶振动是影响船舶安全的一个重要因素。介绍船舶振动的基本术语,分析二冲程低速柴油机的振动特性和外部不平衡力矩的特点,并结合实例给出船上使用过程中应采取的措施。
关键词 船用二冲程柴油机 船舶振动 主机
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船用二冲程柴油机的性能故障模拟及分析 被引量:9
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作者 李方玉 胡以怀 +1 位作者 王欣 蒋佳炜 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第S01期41-46,52,共7页
[目的]大型船用二冲程柴油机故障数据难以通过实验等方法获得,准确获得在各种故障模式下柴油机主要热力参数的变化规律,对于建立智能船舶柴油机的故障诊断系统具有重要意义。[方法]以MAN 6S35 ME-B9船用电控二冲程柴油机实机参数为依据,... [目的]大型船用二冲程柴油机故障数据难以通过实验等方法获得,准确获得在各种故障模式下柴油机主要热力参数的变化规律,对于建立智能船舶柴油机的故障诊断系统具有重要意义。[方法]以MAN 6S35 ME-B9船用电控二冲程柴油机实机参数为依据,在GT-Power软件中搭建其一维模型,利用实验数据对柴油机模型进行修正,获得柴油机正常工作状态下的计算模型,通过在模型中设置相关参数对柴油机典型故障进行模拟,并对不同环境温度下柴油机的工作过程进行模拟计算。[结果]通过对计算结果数据进行处理、分析,得到在各种故障及不同故障程度下柴油机热力参数和性能参数的变化规律,以及不同环境温度下热力参数的变化规律。[结论]研究成果可为智能船舶柴油机的故障诊断提供参考,为柴油机故障排除提供依据。 展开更多
关键词 GT-POWER软件 船用二冲程柴油机 整机模型 故障模拟 环境温度
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低速二冲程柴油机复合动力涡轮匹配研究
17
作者 曲东旭 王银燕 +1 位作者 杨传雷 王贺春 《内燃机与配件》 2020年第23期5-9,共5页
对某型带有排气旁通的低速二冲程柴油机,采用柴油机复合动力涡轮技术,回收柴油机排气能量。基于GT-POWER软件对某低速二冲程柴油机进行仿真计算,以同时考虑燃油消耗率、柴油机功率、动力涡轮功率、系统总功率、系统热效率、压气机喘振... 对某型带有排气旁通的低速二冲程柴油机,采用柴油机复合动力涡轮技术,回收柴油机排气能量。基于GT-POWER软件对某低速二冲程柴油机进行仿真计算,以同时考虑燃油消耗率、柴油机功率、动力涡轮功率、系统总功率、系统热效率、压气机喘振裕度的方式,寻找匹配点。结果表明:当动力涡轮喷嘴环当量直径为50mm时,动力涡轮复合系统可在50%到100%工况回收排气能量,额定工况下,旁通14.00%的废气,动力涡轮回收的功率为427.58kW,占原机的6.68%,动力涡轮回收比最大,复合系统的功率为6698.42kW,比原机提升了4.62%。 展开更多
关键词 低速二冲程柴油机 动力涡轮 排气能量回收 匹配
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船用二冲程柴油机推进轴系单缸熄火扭振计算 被引量:2
18
作者 杨红军 郭锦程 李俊 《船舶与海洋工程》 2015年第4期56-60,共5页
通过对船用低速二冲程6缸柴油机和7缸柴油机推进轴系单缸熄火工况下相对振幅矢量和的计算,分析了相对振幅矢量和的分布对振动响应计算结果的影响。单缸熄火时,非主谐次激励的相对振幅矢量和增大,但仅低谐次激励对振动响应有影响,其影响... 通过对船用低速二冲程6缸柴油机和7缸柴油机推进轴系单缸熄火工况下相对振幅矢量和的计算,分析了相对振幅矢量和的分布对振动响应计算结果的影响。单缸熄火时,非主谐次激励的相对振幅矢量和增大,但仅低谐次激励对振动响应有影响,其影响大小取决于该谐次临界转速与主机最大持续转速的分布关系。对6缸柴油机而言,三次激励影响大,7缸柴油机则为四次激励。同时,对于6缸柴油机的三次激励和7缸柴油机的四次激励,一般接近曲轴输出端的3个气缸熄火时,相对振幅矢量和大于接近自由端的3个气缸。并对单缸熄火时的轴系振动角位移也进行了计算。 展开更多
关键词 单缸熄火 扭振计算 船用二冲程柴油机
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船用低速柴油机缸压闭环控制硬件在环仿真技术研究 被引量:7
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作者 余永华 沈叶磊 +1 位作者 王勤鹏 杨建国 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期86-92,共7页
针对船用低速柴油机各缸和各循环间燃烧不平衡性问题,以6EX340EF型船用低速柴油机为研究对象,使用AVL Cruise M软件开发了具有各缸和各循环间的压力波动功能且满足准确性和实时性要求的仿真模型;结合NI CompactRIO硬件和NI LabVIEW软件... 针对船用低速柴油机各缸和各循环间燃烧不平衡性问题,以6EX340EF型船用低速柴油机为研究对象,使用AVL Cruise M软件开发了具有各缸和各循环间的压力波动功能且满足准确性和实时性要求的仿真模型;结合NI CompactRIO硬件和NI LabVIEW软件,开发了缸压闭环控制快速原型,通过位置管理模块和缸压采集分析处理模块,从缸压数据中提取平均指示压力和50%燃烧放热量相位作为反馈变量,以喷油正时和喷油脉宽为控制变量,对缸压进行闭环控制;集成实时仿真模型、硬件在环仿真系统和快速控制原型,构成闭环系统。试验验证表明:开发的缸压闭环控制策略能够使燃烧特性参数波动减少50%左右,对各缸和各循环间的燃烧不平衡性均有改善效果。 展开更多
关键词 船用低速柴油机 缸压闭环控制 实时仿真模型 硬件在环仿真
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米勒循环降低船用低速柴油机NO_x排放 被引量:2
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作者 刘勤安 邢辉 +2 位作者 武占华 段树林 宋玉超 《中国航海》 CSCD 北大核心 2016年第4期113-117,共5页
捅要:为满足日益严格的排放法规的要求,在船用低速二冲程柴油机中引入米勒循环技术。米用AVL BOOST软件建立某船用低速二冲程柴油机的整机仿真模型,并根据台架试验结果进行标定和验证,分析不同的米勒正时、几何压缩比和喷油正时对柴油... 捅要:为满足日益严格的排放法规的要求,在船用低速二冲程柴油机中引入米勒循环技术。米用AVL BOOST软件建立某船用低速二冲程柴油机的整机仿真模型,并根据台架试验结果进行标定和验证,分析不同的米勒正时、几何压缩比和喷油正时对柴油机性能及NO_x排放的影响。研究结果表明:米勒循环会使NO_x排放降低,但会导致功率损失增大、油耗率升高;提高几何压缩比会使柴油机的经济性改善,但会导致NO_x排放升高、缸内爆压剧增、机械负荷增大;推迟喷油会使燃烧延迟、缸内爆发压力降低,同时NO_x排放进一步降低。米勒循环、高压缩比和推迟喷油等技术的结合可实现其油耗率仅增加1.17%的同时NO,排放降低14.6%,最高爆发压力降低0.408 MPa。 展开更多
关键词 船用低速柴油机 米勒循环 压缩比 喷油正时 NOX排放
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