基于Flowmaster的船用柴油机冷却系统温控策略研究

基于Flowmaster仿真平台建立了某船用柴油机冷却系统单点控制和多点控制两种温控策略的仿真模型,以进出机温度系数、流量、扬程(耗功)等为关键项,在相同环境条件下对两种温控策略进行全工况对比分析。分析表明:高温循环采用多点控制方案可适当提高循环水温,改善整机动力性和经济性;低温循环采用单点控制可适当降低循环水温,有利于提高系统换热效率和降低附件选型要求。     

船用柴油机冷却系统仿真分析研究

以某船用中速柴油机冷却系统为研究对象,开展了一维与三维CFD相结合的仿真分析,并通过试验数据验证了计算方法的可行性;利用该方法对原机冷却系统性能进行了综合分析,优化了机带高、低温淡水泵的流量和压头;通过全工况范围冷却系统性能计算分析,验证了优化后冷却系统性能得到明显改善。     

基于缸压的船用柴油机燃烧闭环控制策略研究

针对柴油机全寿命过程中动力性下降及各缸工作不均匀的问题,以MAN 6L16/24型船用柴油机为研究对象,模拟因各缸喷油器老化而引起柴油机动力性下降和各缸工作不均匀,对比分析开环、转速闭环和燃烧闭环等不同控制策略改善柴油机动力性、工作均匀性的效果及动态控制性能,针对燃烧闭环控制转速滞后较大的问题,提出转速-燃烧闭环协同控制策略,分析了该控制策略对轨压波动和进气流道阻塞干扰因素的鲁棒性。仿真结果表明,协同控制策略可有效改善柴油机各缸工作不均匀现象,提升转速响应速度。     

高功率密度船用柴油机冷却系统优化仿真分析

针对某高功率密度船用大功率柴油机开发设计过程中,缸内热负荷增加导致缸套等受热零部件温度过高的情况,对冷却水腔结构进行局部优化。采用数值模拟的方法对改进前后的流场和温度场进行了对比分析,结果表明:优化后的冷却系统使整体流动阻力减小3%的同时,明显改善了缸盖和缸套关键区域的温度和热负荷情况,其中缸盖排气阀座位置最高温度下降30℃,第一道活塞环位置缸套平均温度下降8℃。     

柴油机冷却系统的节能改造

一、前言 绝大多数柴油机都需用水来进行冷却,因此每台柴油机都有一个完整的水冷却系统。在冷却系统中冷却水进出机的温度和进出水的温差对柴油机性能高低有着极其重要的影响。目前在柴油机上普遍采用开式低温冷却,即采用低温进水,冷却后低温度出水的冷却方式。冷却水受外界气温的影响,冷却水进水温度为5～15℃,出水温度为40℃     

基于微遗传算法的船用柴油机喷油策略优化及研究

为优化大型船用柴油机的燃油喷射策略,采用微种群遗传算法结合三维数值模拟,在一台大缸径低速船用柴油机上对两个喷油器的主喷时刻、预喷间隔和预喷比例进行了优化,并在优化算例的基础上研究了大型船用柴油机各个喷油器预喷参数和顺序喷射对性能与排放的影响。研究结果表明,在采用顺序喷射的前提下,顺序喷射间隔影响NOx排放和指示燃油消耗率。第一个和第二个喷油器的预喷策略对大型船用柴油机的性能与排放有不同的影响,前者是预喷放热与主喷滞燃期缩短综合作用的结果,而后者主要是预喷放热自身的影响。通过以上研究和优化,柴油机的NOx排放降低了21.27%,表明该方法可以用于优化大型船用柴油机的喷射策略。     

6190船用柴油机的开发

本文介绍在190系列柴油机基础上开发成功的6190ZC型船用柴油机的性能指标、结构特点以及主要试验结果和装船使用情况．     

柴油机EGR电控冷却系统试验研究

研究了 CA498 柴油机在不同工况下EGR冷却温度对NOx等排放的影响规律,确定了各个工况下EGR的最佳冷却温度,据此设计出一套EGR冷却温度控制装置,可以通过单片机控制伺服电动水泵的转速来调节冷却水的循环量,确保不同工况下的最佳EGR冷却温度.将该电控冷却系统在CA498柴油机上进行了试验.结果表明,与未冷却的EGR系统相比,该EGR电控冷却系统在c0和Hc的排放略有增加的情况下,可以有效地降低NOx的排放、烟度和油耗率.     

船用柴油机今后开发的课题

<正> 船用柴油机随着船舶对其要求的改变而有很大变化。由于两次石油危机,迫使船用柴油机的发展重点放在降低燃油耗率上,从70年代初的204g/kW·b(150g/PS·h)降低到目前的157.8～164.6g/kW·h(116～121g/PS·h),它相当于柴油机热效率为53％左右。随着技术不断革新,不久将来热效率可望提高到55％左右,这相当于燃油耗率下降到152g/kW·h(112g/PS·h)。可以认为,这已接近到最高水平。因此,今后进一步降低燃油耗率的潜力已十分有限,而主要应从总能利用中寻找最大限度的回收。例如除从排气中回收热能外,还有三种热源可供回收:中冷器(150～170℃)、冷却水套的淡水(75～80℃)及润滑油与活塞冷却油(55℃)。这方面的工作已取得了一些成果。     

船舶柴油机转速智能控制系统仿真

以MTU16V396柴油机为对象,建立了柴油机控制系统的简化传递函数和执行器模型。采用PID控制,并利用遗传算法优化控制器参数,对柴油机动态调速过程进行仿真分析,和基于Z-N(Ziegler-Nichols)法的参数整定方法做了比较,结果表明遗传算法的性能远优于传统的参数整定法。     

共轨柴油机控制策略研究

在高压共轨系统开发完成并实现与柴油机的初步匹配后 ,在共轨柴油机上基于自主开发的 3 2位ECU进行了控制策略的深入研究 ;深入分析了高压共轨柴油机在正常运行工况、起动工况、加速工况和汽车下坡工况下的喷油控制策略以及轨压控制策略 ,并通过试验验证。为解决低速全油门扭矩和自由加速烟度的矛盾 ,提出了加速工况的“柔性油门”。匹配后的EQB2 3 1共轨柴油机性能和油耗优于原机 ,排放达到欧 2标准。     

环境保护对船用柴油机的要求及其对策

阐述了环境保护对船用柴油机的要求,特别是内河使用的船用柴油机的要求。介绍了国内外环保法规对船用柴油机的限制及一些船用柴油机减少环境污染的措施。     

船用柴油机电控系统硬件在环测试平台设计验证

以船用柴油机为研究对象,以dSPACE为硬件基础,从硬件、软件两方面介绍船用柴油机电控系统硬件在环仿真测试平台的设计构建方法,并开展电控系统的基本控制功能和故障诊断功能在线测试验证。测试结果表明,该平台应用于船用柴油机电控系统硬件在环测试可有效降低开发成本、缩短开发周期。     

船舶柴油机数字化管理系统的开发

介绍了自行开发的基于Justep X3软件开发平台和SQL Server数据库的船舶柴油机数字化管理系统。在该系统中,通过可扩展的工作流,柴油机制造商的不同部门可以在柴油机的安装、调试及试验过程中共享业务信息,该系统的实现有助于船舶柴油机制造的数字化管理。     

基于外特性前馈和模糊控制反馈的发动机冷却系统控制策略研究

在GT-SUITE中建立了一维重型柴油机瞬态冷却系统仿真模型,并对冷却系统控制策略的开发方法和控制效果进行了研究。以降低冷却系统附件最小功耗及提高冷却液温度控制精度为目标,分别设计了脉谱前馈与模糊控制、变论域模糊控制、变论域模糊控制加水泵比例积分控制3种控制策略,并在全球统一瞬态试验循环工况下进行发动机台架工况与整车车辆运行工况的仿真计算对比。研究结果表明:相比模糊控制,反馈采用变论域模糊控制能使发动机出口冷却液温度振幅减少37.6%,温度处于±0.5℃区间内的时间增加39.98%,且附件总能耗降低8.58%,冷却性能得到明显改善;额外采用水泵比例积分控制能使发动机出口冷却液温度振幅进一步减少16.1%,温度处于±0.5℃区间内的时间增加15.26%,但附件总能耗相比提高10.3%,提高温控精度但牺牲了附件的功耗。脉谱前馈与变论域模糊控制在温控精度与功耗优化方面整体表现最优,整车运行环境下温控精度相比模糊控制提高49.28%,同时功耗降低8.68%。     

某型矿用防爆柴油机冷却系统的匹配计算

对某型矿用防爆柴油机的冷却系统及其关键零部件进行了匹配计算,并通过温升试验对防爆柴油机冷却系统进行验证。试验结果表明:匹配计算与试验结果较吻合;该冷却系统达到防爆要求;保证了防爆柴油机在最适宜的温度范围内工作;提高了防爆柴油机的工作可靠性。