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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船用低速柴油机电控喷油器预喷射对主喷射循环喷油量的影响 被引量：1

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作者 康彦红 王昊 +4 位作者 徐春龙 范立云 王敏 孙勇 杨显锋 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第6期80-86,共7页

喷油器进行多次喷射时,不同喷射之间会产生相互影响,导致循环喷油量随着喷射间隔(dwell time,DT)的变化产生波动,给柴油机油量的控制增加了难度。本文根据船用低速柴油机电控喷油器的概念设计,利用AMESim仿真平台搭建了喷油器的数值仿... 喷油器进行多次喷射时,不同喷射之间会产生相互影响,导致循环喷油量随着喷射间隔(dwell time,DT)的变化产生波动,给柴油机油量的控制增加了难度。本文根据船用低速柴油机电控喷油器的概念设计,利用AMESim仿真平台搭建了喷油器的数值仿真模型,研究预喷射对主喷射循环喷油量的影响,揭示出预喷射引起的喷油器内部的压力波动是导致主喷油量随DT波动的根本原因。分析控制阀杆最大升程、控制腔进油孔直径、控制腔出油孔直径和喷孔直径等4个特性参数对主喷油量波动规律的影响,得出参数变化主要影响主喷油量的波动幅值和相位的结论。 展开更多

关键词 船用低速柴油机 电控喷油器 预喷射 主喷射 循环喷油量

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船用低速柴油机电控喷油器的动态响应特性研究 被引量：5

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作者 兰奇 白云 +3 位作者 范立云 文李明 方良杰 许菁 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期55-64,共10页

基于AMESim液力仿真平台搭建了船用低速柴油机双阀电控喷油器的数值模型,循环喷油量的计算值与实测值的最大误差仅为3.38%,且喷油压力、增压活塞位移关键时序指标的试验数据与计算数据的最大相对误差不足1%,证明了该模型的准确性。为了... 基于AMESim液力仿真平台搭建了船用低速柴油机双阀电控喷油器的数值模型,循环喷油量的计算值与实测值的最大误差仅为3.38%,且喷油压力、增压活塞位移关键时序指标的试验数据与计算数据的最大相对误差不足1%,证明了该模型的准确性。为了分析喷油器的动态响应特性,定义了开启响应时间和关闭响应时间,探究了结构参数对喷油器响应特性的影响规律,并通过帕累托分析确定了各因素对喷油器响应特性的影响权重。结果表明:喷油器开启响应时间与增压活塞小头直径、针阀最大升程、针阀弹簧预紧力、控制腔直径呈正相关,与增压活塞大头直径呈负相关,各因素对喷油器开启响应时间的影响权重分别为8.59%、15.74%、4.97%、10.88%、9.48%。喷油器关闭响应时间与增压活塞大头直径、针阀最大升程呈正相关,其影响权重分别为7.86%、27.33%,与增压活塞小头直径、针阀弹簧预紧力、控制腔直径呈负相关,其影响权重分别为6.22%、7.29%、7.36%。对于喷油器开启响应时间,增压活塞小头直径与增压活塞大头直径、增压活塞大头直径与针阀最大升程、增压活塞小头直径与针阀最大升程、增压活塞大头直径与针阀弹簧预紧力及增压活塞小头直径与针阀弹簧预紧力间的交互作用为关键交互因素,其影响权重分别为5.49%、4.55%、3.95%、3.33%、3.19%。对于喷油器关闭响应时间,针阀最大升程与控制腔、增压活塞大头直径与控制腔、增压活塞大头直径与针阀最大升程和控制腔直径、增压活塞大头直径与针阀最大升程及针阀弹簧预紧力与控制腔直径间的交互作用为关键交互因素,其影响权重分别为5.02%、3.60%、3.46%、3.39%、3.17%。 展开更多

关键词 船用低速柴油机 电控喷油器 开启响应时间 关闭响应时间 帕累托分析

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船用低速柴油机喷嘴内流及初次破碎机理研究 被引量：6

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作者 潘业俊 刘灿旭 +1 位作者 刘红 尹洪超 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期412-419,共8页

基于OpenFOAM平台,采用多流体-准VOF模型对某船用低速柴油机的喷嘴内流和初次破碎进行数值研究,应用气-液相间动量交换模型考虑气动力对雾化的干扰,大涡模拟(LES)求解混合流体的湍流方程,修正的空化子模型考虑喷孔内部空化现象.结果表明... 基于OpenFOAM平台,采用多流体-准VOF模型对某船用低速柴油机的喷嘴内流和初次破碎进行数值研究,应用气-液相间动量交换模型考虑气动力对雾化的干扰,大涡模拟(LES)求解混合流体的湍流方程,修正的空化子模型考虑喷孔内部空化现象.结果表明:较传统的流体体积函数(VOF)模型而言,多流体-准VOF模型具有更高的计算精度,在准确预测伞形射流尖端的同时,清晰呈现了射流表面波的生成和发展以及液带、液滴剥离的完整过程.随着喷射压力的升高,喷孔出口湍流效应加剧,同时高速度梯度使气-液相间的拖曳阻力大幅增强,主喷雾区由此产生更强的轴向涡流和直径更小的射流,伞形尖端亦剥离出数量更多、尺寸更小的环形液带和液滴,呈现出更好的雾化效果.而喷孔内流对初次破碎的影响在其发展为超空化后不再随喷射压力的升高而发生变化. 展开更多

关键词 船用低速柴油机 多流体 大涡模拟 初次破碎

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米勒循环船用低速柴油机燃烧与排放试验研究 被引量：5

6

作者 张俊军 吴朝晖 +2 位作者 王伟 刘锋华 胡朝霞 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第B10期280-282,共3页

选择米勒热力循环和传统热力循环低速柴油机,根据实测气缸压力,对比分析不同热力循环柴油机气缸内燃烧过程,揭示其对柴油机性能参数和有害排放物生成的影响规律,为低排放柴油机开发提供支持。

关键词 米勒循环 船用低速柴油机 燃烧 性能 排放

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船用低速柴油机空冷器匹配计算方法 被引量：2

7

作者 郭忠华 《船海工程》 北大核心 2017年第6期105-107,共3页

为能够更好地设计与船用低速柴油机相匹配的空冷器,提出根据柴油机对空冷器性能和外形尺寸的要求,由传热学的原理计算空冷器理论换热面积,然后再根据管片式空冷器结构计算出冷却水管和翅片的数量,由此确定实际换热面积的方法。某型号柴... 为能够更好地设计与船用低速柴油机相匹配的空冷器,提出根据柴油机对空冷器性能和外形尺寸的要求,由传热学的原理计算空冷器理论换热面积,然后再根据管片式空冷器结构计算出冷却水管和翅片的数量,由此确定实际换热面积的方法。某型号柴油机空冷器匹配计算结果表明,该方法有效。 展开更多

关键词 船用低速柴油机 冷器 换热面积 匹配计算

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船用低速柴油机主轴承盖预紧实验研究 被引量：2

8

作者 王奎 张琼宇 +2 位作者 吴安民 刘旭 屠丹红 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第9期96-100,共5页

某型低速柴油机主轴承盖在设计时,采用与竖直方向倾斜的轴承盖螺栓,其目的在于:轴承盖螺栓预紧时产生的水平分力使主轴承盖两侧张开,以实现主轴承盖的自动居中定位作用。本文通过主轴承盖张紧和安装实验,验证了主轴承盖在螺栓预紧力作... 某型低速柴油机主轴承盖在设计时,采用与竖直方向倾斜的轴承盖螺栓,其目的在于:轴承盖螺栓预紧时产生的水平分力使主轴承盖两侧张开,以实现主轴承盖的自动居中定位作用。本文通过主轴承盖张紧和安装实验,验证了主轴承盖在螺栓预紧力作用下能够实现自动居中定位的作用。然后通过有限元分析,研究螺栓预紧载荷与主轴承盖变形量之间的规律,并得到主轴承盖与轴承座接触面之间的摩擦系数,对实验结果进行很好的验证和补充。 展开更多

关键词 船用低速柴油机 主轴承盖 张紧变形 定位

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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

9

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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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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辛酸甲酯与正丁醇在低速柴油机中的氮氧化物排放特性仿真分析

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作者 田策 姚丽 《船海工程》 北大核心 2022年第5期94-98,共5页

以生物柴油替代燃料辛酸甲酯,建立辛酸甲酯(MO)与正丁醇(NBA)的混合燃料燃烧反应机理,通过CHEMKIN软件中的均质充量压燃反应器模拟混合燃料在船用低速柴油机中的燃烧,计算氮氧化物体积分数随曲轴转角(CA)变化关系,分析1∶1混合比例下,... 以生物柴油替代燃料辛酸甲酯,建立辛酸甲酯(MO)与正丁醇(NBA)的混合燃料燃烧反应机理,通过CHEMKIN软件中的均质充量压燃反应器模拟混合燃料在船用低速柴油机中的燃烧,计算氮氧化物体积分数随曲轴转角(CA)变化关系,分析1∶1混合比例下,混合燃料在不同工况下的NO_(x)排放特性,结果表明,正丁醇掺混比例增加和发动机转速降低会使氮氧化物的体积分数降低;在1.2~26.1(°)CA内NO体积分数下降原因之一是NO转化为N_(2),NO_(2)体积分数下降的原因是NO_(2)转化为NO,而其在26.1~126(°)CA内上升的原因是由NO转化而来;N_(2)O在1.2(°)CA后体积分数下降的主要原因之一是N_(2)O转化为N_(2)。 展开更多

关键词 辛酸甲酯 正丁醇 船用低速柴油机 均质充量压燃 氮氧化物

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基于WPES与MEEMD的船用主机振动研究 被引量：1

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作者 吴刚 江国栋 +1 位作者 闫国华 陈晓东 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第4期103-108,共6页

为揭示船用长冲程低速柴油机健康状态下的振动特征,采用小波包能量谱(Wavelet Packet Energy Spectrum, WPES)和改进的总体平均经验模态分解(Modified Ensemble Empirical Mode Decomposition, MEEMD)结合的特征提取方法,对典型推进工... 为揭示船用长冲程低速柴油机健康状态下的振动特征,采用小波包能量谱(Wavelet Packet Energy Spectrum, WPES)和改进的总体平均经验模态分解(Modified Ensemble Empirical Mode Decomposition, MEEMD)结合的特征提取方法,对典型推进工况下低速机的表面振动信号进行3层小波包分解和重构。通过对能量占比较大的节点采用MEEMD方法进行分解,获得IMF1分量频谱。研究结果表明,在40%以下的较低发动机负荷时,各单次燃烧循环的振动波动较小,振动幅值基本一致。提升至50%以上发动机负荷时,燃烧引起振动波动明显增强。50%工况下,中高频能量占总能量的41.51%,为主要振动源。 展开更多

关键词 船用低速柴油机 小波包能量谱 改进的总体平均经验模态分解 振动特性 状态评估

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粘温效应对十字头滑块与活塞裙润滑影响分析 被引量：4

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作者 李瑞 孟祥慧 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1980-1985,共6页

为了研究船用低速二冲程柴油机关键摩擦副的摩擦动力学问题,本文依据多体动力学和混合润滑的基本原理,考虑润滑油的粘温效应,分析了工作温度下十字头滑块与活塞裙的摩擦学与动力学特性,并与冷态分析结果做了对比。结果表明:在工作温度下... 为了研究船用低速二冲程柴油机关键摩擦副的摩擦动力学问题,本文依据多体动力学和混合润滑的基本原理,考虑润滑油的粘温效应,分析了工作温度下十字头滑块与活塞裙的摩擦学与动力学特性,并与冷态分析结果做了对比。结果表明:在工作温度下,十字头滑块和活塞裙的摩擦损失更小,但二阶运动更剧烈。同时,剧烈的二阶运动使得十字头滑块在发火上止点后,主推力侧的最小膜厚明显降低。 展开更多

关键词 十字头滑块 活塞裙 粘温效应 混合润滑 摩擦学 动力学 二阶运动 数值模拟 船用低速柴油机

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