防爆柴油机喷雾降温系统及其性能研究

针对防爆柴油机排气降温系统加装废气水洗箱装置极大增加发动机排气系统阻力的问题,自行设计和搭建了排气喷雾降温系统,并对降温效果的影响因素如喷雾流量、雾滴粒径、喷射方式、两级喷雾比例等在1 500r/min、700N·m工况点进行了试验研究。结果表明:雾滴粒径越小越有利于雾滴在高温排气中的蒸发;采用逆流喷射方式和适当增加第二级喷雾流量比例增加了喷雾降温效果;系统中加入换热管增加了循环冷却水对排气的降温,减少了喷雾的用水量。在1 500r/min、700N·m工况下采用带有换热管的喷雾降温系统可以把排气温度降低到67℃,满足防爆要求。     

8V165增压中冷柴油机降低热负荷性能改进研究

以提高8V1656增压中冷柴油机低速特征和降低热负荷为目的进行了研究，通过改进增压器并与柴油机合理匹配，增加了空气流量，改善了其低速性能，通过对原MPC排气系统所存在问题的分析，结合性能模拟计算，对MPC排气系统的主要结构尺寸进行了优化设计，有效地降低了柴油机的燃油消耗率和涡轮前排气温度，取得了较好的整机性能指标；为了进一步降低柴油机的热负荷，根据8V165增压中冷柴油机的特点，尝试进行了进排气连通技术的研究，在保证柴油机性能指标的基础上使涡轮前排气温度进一步下降，最终满足了柴油机的使用要求。     

高原环境大功率柴油机性能综合改进技术研究

以某在用车辆动力舱空间为约束,提出增压中冷一体化技术,增加了高原(海拔大于3000m)柴油机进气密度:采用对流换热强化技术与先进制造技术,设计一种高效紧凑型环形中冷器,将其安装在改进后的压气机涡壳内部,从水散热器后取水冷却气体,实现增压系统上集成一体化中冷系统。对喷油器结构参数进行改进,从优化高原柴油机缸内喷雾与燃烧过程的角度改进性能。中冷器换热试验和高原环境发动机性能模拟台架试验表明:海拔3700m,标定工况点,一体化技术可以使发动机压气机后气体温度降低35.1℃;2000r/min、117.2kg/h工况时,单独应用一体化技术,柴油机功率恢复4.6%,燃油消耗率降低4.1%,涡前排气温度降低39℃,最大压升率降低4.7%;同时,应用优化的喷油器,功率比原机在高原提升11.1%,燃油消耗率下降7.2%,涡前排气温度降低49℃,最大压升率降低10.3%。     

水下工作柴油机排气降温系统设计及试验

排气背压对柴油机的动力性能和油耗有着重要的影响,排气背压过大会造成动力性能的损失和油耗的增加,因此,在为柴油机设计排气后处理装置时,要充分考虑排气背压的大小。本文针对水下工作的柴油机,设计了一套排气降温系统,可以使得该柴油机在水下工作时,其排气可以被冷却后直接排向大气,并且其动力性能不受影响,这就要求在设计过程中要使整个排气降温系统的流动阻力尽可能最小。通过试验结果表明:加装该排气降温系统后柴油机输出动力性能良好,无功率和转矩损失;特殊管壳式换热器换热效果良好,能使最高温度为503.4℃的高温烟气降低到39.4℃。本文研究的结果对小型水下动力装置排气降温系统的选择和设计有一定的参考价值。     

重型柴油机SCR系统布置优化设计

尿素选择性催化还原系统(SCR)在高催化效率下的正常运行是柴油机满足排放法规的关键因素。本文利用计算流体力学方法CFD模拟混和管中尿素水溶液的喷雾情况,对不同排气温度和排气流量下液滴的运动,水溶液蒸发后水蒸气的浓度分布进行了计算,优化排气管道形状以及优化喷射位置和喷射角度,从而避免尿素水溶液撞壁出现沉积,堵塞管路。同时对SCR载体内的流动性能进行计算,保证排气在载体入口的速度、反应物浓度分布均匀,以此来保证SCR实现高的催化效率。     

微粒捕集器喷油率对再生温度影响的仿真分析与优化

对于柴油机微粒排放后处理问题,可通过喷油助燃再生的方法来实现。再生温度对柴油机微粒过滤器(DPF)内部冲击造成过滤器内部温度受热很难达到均匀,易造成热应力破坏。结果表明:在微粒过滤器(DPF)喷油助燃再生过程中,不同的喷油率值对DPF内部峰值温度的影响也不同。提高喷油率可以增加燃烧功率,但喷油率提高后,排气中氧含量减少,燃烧效率下降导致再生速率下降。因此对于排气中氧含量的增加尤为必要。     

基于热管阵列锂电池组喷雾冷却实验研究

为了解决传统空气冷却系统散热效率不足的问题,通过实验方法将喷雾蒸发过程与强制空气冷却相结合,强化电池热管理系统的散热效率。建立了基于热管阵列/喷雾冷却复合结构的电池组散热系统,对比了不同冷却措施的散热性能,研究了入口风速、喷雾频率及喷雾占空比对系统散热性能的影响规律。结果表明：复合温控结构在1 C倍率下可完全抑制电池组升温,在3 C倍率下可将电池组平均温度维持在41℃左右;采用10 s喷雾周期进行冷却可将电池组平均温度降低2℃,喷雾频率的增加可显著降低电池温度波动。     

乳化燃料油在船舶柴油机上的应用研究

为了实现乳化燃料油在船舶上的应用,研发了一套重油在线乳化装置,并在以G6300ZC18B型柴油机为动力的宁大6号运输船上进行实船试验.试验结果表明:当掺水率在16％-24％时,乳化质量好,可作为船舶燃料使用;乳化燃料油燃烧时,柴油机爆发压力在1 ～2 MPa间波动,排气温度平均下降12℃,冷却水出口温度略有下降,参数变化都处于正常范围内;平均节油率为9.7％,NOx、CO、碳烟排放平均分别降低19.6％、20％、35％.     

船舶淡水冷却系统三通管温度场的设计与模拟研究

船舶上90%的发动机都装有冷却水系统。船舶淡水冷却系统中的三通管在冷却过程中起着十分重要的作用。近年来随着流体力学计算的发展,可以利用Fluent软件对船舶淡水冷却系统三通管温度场数值进行温度模拟,对船舶淡水冷却系统的三通管利用Fluent软件进行温度场模拟温度,使其温度符合正常冷却要求,由此得出温度云图,为实际冷却温度提供参考。     

WD618.42柴油机配气凸轮型线的改进设计

利用BOOST和TYCON软件对WD618.42柴油机及其配气机构建立仿真计算模型,进行了联合计算。对配气相位进行了重新选择,最大凸轮升程和轮廓线函数也进行了优化,提高了充气效率降低了进排气凸轮最大接触应力。通过台架试验结果对比证明,柴油机采用改进后的凸轮型线,燃油消耗率降低了10.7 g/(kW.h),排气温度和最高燃烧压力略有下降。