604B柴油机提高功率的研究

本文针对604B型柴油机,在保证原机主要零部件的尺寸和材料不变的前提下,通过强度计算和附属系统的改进设计和优化计算,在提高功率的同时,有效地控制了柴油机的热负荷和机械负荷。通过以上改进,将604BL6柴油机1500r／min的功率由原来的564kW提高到620kW,将1800r／min的最大功率由660kW提高到720kW,作为船用主机时的最大功率可以达到792kw（1860r／min）。经试验考核提高功率的柴油机运转正常,零部件无明显磨损,柴油机的工作指标均在允许的范围内。     

船用天然气-柴油双燃料发动机燃烧仿真计算

基于数值模拟计算方法,对淄柴6230型中速船用柴油机燃用天然气的燃烧系统进行优化。结果表明：在压缩比为11～14时,功率和热效率随压缩比递增且趋势不变,但受最高燃烧压力的限制,最佳压缩比取12.5。适当增大过量空气系数和提前喷油时刻都有助于NOx排放的减少,最低NOx排放可达0.817 g/（kW·h）,但当过量空气系数超过2.0、喷油时刻早于-20°时燃烧会急剧恶化。引燃油量对燃烧过程影响较小,在研究范围内,指示热效率增幅仅为0.85%,但过富的喷油量会造成额外的NOx和HC排放,因此取1%为最佳喷油量。     

基于当量燃烧的天然气发动机燃烧室优化研究

在一台采用废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)策略的当量燃烧天然气发动机上开展了不同挤气比、压缩比的活塞对燃烧、热效率和排放影响的对比试验研究。结果表明:在50%负荷与中低转速75%负荷下,增大EGR率拓展了爆震边界,使得主燃烧相位(CA50)提前,指示热效率提高;而在100%负荷及高转速75%负荷下,EGR率的增大对燃烧持续期的延长作用更为明显,且CA50后移,指示热效率降低。增大压缩比和适当增大挤气比有利于增强缸内湍流运动,加快天然气火焰传播速度,使CA50更靠近上止点,热功转换效率提高,最高指示热效率提高了0.24%,NO_x和CH_4排放分别升高了2.30g/(kW·h)、0.55g/(kW·h)。进一步增大挤气比会受到爆震的限制,最佳点火时刻推迟,燃烧定容度小,燃烧持续期延长,最高指示热效率下降了0.51%,NO_x和CH_4排放分别降低了2.20g/(kW·h)、0.44g/(kW·h),CO排放升高了0.36g/(kW·h),因此挤气比存在一个优化的范围。     

船舶柴油机动力涡轮与涡轮增压器联合优化匹配研究

搭建了某型低速二冲程柴油机动力涡轮复合涡轮增压器的仿真模型,对动力涡轮并联模式展开联合优化匹配。以同时考虑系统热效率、系统总功率、柴油机功率、动力涡轮功率、涡轮增压器喘振裕度全面择优的方式,寻取最优匹配点。结果表明:动力涡轮与增压涡轮联合优化匹配后,在中高工况下旁通8.55%的排气用以驱动动力涡轮,额定工况下其输出功率为134.6 kW,占柴油机功率的3.19%,系统总功率提升1.02%。     

MTU/DDC加长4000系列柴油机

为满足用户对发动机更高功率的要求,MTU/DDC公司最近在4000系列中推出了一个新型加长程20V4000型柴油机。其特点是增加气缸数和加大气缸以增加气缸排量。新机型气缸数增加到20缸,缸径不变仍为165mm,而将气缸行程从190mm增加到210mm,使每缸排量从4.06L增加到4.49L,这样使每缸输出功率由以往125kW增至136kW。加长20V4000柴油机最大持续功率可达2722kW(1800r/min),为备用电站能提供3010kW。 该机采用较短和较轻活塞,使活塞重量比以往减少20%。另外,连杆的长度增加3%,这是因为修改了曲柄半径的原故。 20V4000柴油机采用共轨燃油喷射…     

VGT叶片开度对二级增压柴油机高海拔燃烧特性与性能的影响

通过可调二级增压柴油机高海拔燃烧与性能模拟试验,研究了不同海拔条件下二级增压器与柴油机的匹配特性、柴油机燃烧特性和动力经济性能随可调二级增压系统调节参数(VGT叶片开度)的变化规律.结果表明:不同海拔下,可变截面的涡轮增压器(VGT)叶片开度对高压级增压器特性参数(涡前压力、压比和转速)影响较大,而对低压级增压器特性参数影响较小;随VGT叶片开度减小,柴油机进气流量增大,联合运行线向阻塞线方向移动,缸内最高燃烧压力和最高瞬时放热率增大,预混燃烧瞬时放热率峰值减小,滞燃期缩短,燃烧重心向上止点方向偏移;海拔为5.5,km、VGT叶片开度从80%降低到50%,有效功率提高了2.5%,有效热效率提高了2.4%.     

基于VGT控制参数的柴油机低速变海拔热平衡试验

进行二级可调增压柴油机热平衡性能研究,有助于解决高海拔发动机开锅问题,提高热效率。利用自主设计的柴油机高海拔热平衡试验系统,进行不同模拟海拔(0、3 500、5 500 m)基于可变截面涡轮增压器(VGT)控制参数的二级可调增压柴油机低速全负荷热平衡试验,全面分析了变海拔条件下VGT控制参数对整机低速热平衡性能影响的机理与规律,优化标定了不同海拔下柴油机低速最佳VGT叶片开度。结果表明:随VGT叶片开度增大,发动机低速工况下热负荷升高,表现形式为涡前排温升高、缸内最高燃烧温度上升,但缸内最大燃烧压力呈下降趋势,0 m、VGT开度小于50%时,缸内最高燃烧压力大于17 MPa,在0、3 500、5 500 m海拔,VGT开度分别大于70%、50%、30%时,缸内最高燃烧温度超过2 200.0℃。随VGT叶片开度增大,柴油机有效功率、排气带走热量及其占比升高,冷却液带走热量、余项损失及其占比呈下降趋势,5 500 m海拔下,VGT叶片开度每增大10%,柴油机热效率降低3.1%。综合考虑VGT控制参数对缸内最高燃烧温度、缸内最大燃烧压力及热效率的影响,0、3 500、5 500 m柴油机低速工况最佳VGT叶片开度应分别为50%、20%、20%。     

沼气炉灶利用的新方式

农村使用沼气做饭、烧水等,一般都是放在一块平台上或桌子上燃烧的,这样热效率有一定的损失。为了充分提高沼气热能的利用率,减少热量损失,节约用气,建议采用沼气炉放在保温灶内燃烧好。保温灶由灶膛、灶门、烟道和放锅位置四部分组成。砌沼气保温     

关于降低中速柴油机热负荷和燃油消耗率的研究

通过提高增压压力来提高中速柴油机比功率的方法,人们已进行了很多研究工作。这些研究中的一个重点就是如何通过降低热负荷来提高柴油机的可靠性和如何提高热效率以提高经济性。本文把柴油机循环和性能的模拟与热负荷模拟结合起来,并根据影响柴油机循环和热负荷的因素(如压缩和燃烧过程、包括进排气系统的增压过程、材料、结构和组成燃烧室部件的冷却条件等)分析了四冲程中速柴油机的燃油消耗率和热负荷。最后,文章阐明了柴油机循环和性能对热负荷的影响,并得出了降低热负荷和提高热效率的循环特性条件和燃烧室壁及其冷却条件。     

关于实现低NO_X、低噪声、低排烟和高效率的柴油机所必需的燃烧速率和燃料

柴油机在现有的全部原动机中热效率最高,例如在船用大型发动机中,有的其有效热效率达45%以上,不久的将来,也可能出现有效热效率高达60%的小型柴油机。这样,柴油机就是最省能量的热机了,与汽油机相比,尽管CO,HC或NOx等有害排放气体较少,但是在小骄车上的普及迟迟不能进展,其原因是这种发动机具有一些缺点。即柴油机每单位体积和单位重量所输出的功率小,尚有噪声吵人,排放黑烟而且价格昂贵等缺点。因此,我们以克服柴油机的这些缺点为目标,进行了一些研究,本文对具体实现低NOx、低噪声、低排烟以及高效率的柴油机有关的所需燃料和燃烧速率曲线提出二、三个方案。     

MaK柴油机的最新机型

Caterpillar公司新近在汉堡推出了一款MaK系列中输出功率最大的机型——M43C系列柴油机，这款机型的推出指明了该公司柴油机技术未来的发展方向。M43C柴油机每缸输出功率为1000kW，设计中引进了该公司ACERT提高燃烧效率和降低排放技术，此技术最先应用于Caterpillar的高速柴油机。     

均质压燃式(HCCI)燃烧的研究

均质压燃式（HCCI）燃烧方式是目前内燃机燃烧领域的研究热点。HCCI燃烧是以预混合燃烧和低温反应为特征的燃烧方式。采用HCCI燃烧方式可以同时有效降低柴油机的NOX和碳烟排放，并提高柴油机的循环热效率。HCCI发动机通常工作在高空燃比和较低的压缩比条件下，工作范围较小，高负荷时功率输出不足。“双模式”HCCI发动机是解决上述问题的有效途径，并成为近期HCCI发动机研究中的热点。     

基于电子控制技术的多模式燃烧

从提高内燃机的热效率和降低排放角度出发,分析了内燃机传统燃烧模式的缺陷以及汽油机和柴油机的优缺点,提出了运用在电子控制技术下的多模式燃烧理论,可以提高内燃机的热效率和降低排放。     

激光技术在内燃机测量研究中的应用概况

内燃机发明一百多年来,性能有了极大的提高。目前,如电控喷油、增压汽油机的升功率已高达103kW/L(千瓦/升),大型低速柴油机的燃油消耗率低达140～150g/(kW·h)(克/千瓦小时),废气涡轮增压柴油机的热效率可达45％以上。尽管如此,热能的50％以上还是被排气和冷却剂等带走浪费     

柴油机预燃室射流扰动燃烧系统的设计与试验

为了实现重型柴油机大负荷工况下的高效清洁燃烧,设计了一种应用于重载柴油机的预燃室射流扰动燃烧系统,旨在利用预燃室产生的射流动量促进柴油机大负荷工况下的油、气混合过程,提高扩散燃烧的速度,增大燃烧等容度,从而提高发动机的指示热效率．建立预燃室仿真模型,研究预燃室射流的作用位置、持续时间、动量大小及作用相位对油、气混合与燃烧过程的影响,以缩短发动机燃烧持续期、提高指示热效率为目标,对预燃室的结构进行优化．基于仿真结果,搭建了预燃室射流扰动燃烧系统的试验平台并进行试验．结果表明：在没有明显提高排放的前提下,采用预燃室射流扰动燃烧系统可以有效缩短大负荷工况下的燃烧持续期,提高指示热效率．在转速为1 200 r/min、平均指示有效压力(IMEP)为2.54 MPa、进气压力为0.36 MPa、预燃室喷油量为6 mg且主燃室喷油量为194 mg时,原机指示热效率可从48.18%提升至48.65%.     

130t/h鼓泡床锅炉的扩容增效改造

详述了130t/h鼓泡床改造为飞灰底饲回燃循环流化床锅炉的设计思路和实施方案,分析对比了改造前后锅炉主要参数,并进行了投资经济性分析。结果表明:采用的扩容增效方案是切实可行的;锅炉蒸发量由原来的114.9t/h增至144.6t/h;发电功率由原来的22.8MW增至29.6MW;锅炉效率由原来的49.3%增至79.4%;发电标准煤耗由原来的918.4g/kW·h降至611.25g/kW·h。图4表3参5     

高原环境柴油机燃用聚醚型含氧燃料燃烧特性

以某型军用车辆柴油机为研究对象,进行了4,500,m海拔条件下的高原模拟环境试验,比较和分析了该型柴油机燃用军用柴油和掺混不同比例聚甲氧基二烷基醚型含氧燃料时的燃烧特性.结果表明:高原环境下柴油机燃用该型含氧燃料时,随着掺混比例增加,滞燃期缩短,压升率降低,燃烧放热等容度增加,热效率提高,有效地缓解了高原环境下柴油机功率损失和后燃严重的问题,尤其在柴油机高速小负荷工况下,动力性与经济性显著提高,是一种适用于高原环境下的聚醚型含氧型燃料.     

排气再循环对柴油机性能影响的计算研究

本文就柴油机采用排气再循环（EGR）对其性能的影响进行了计算机预测研究。结果表明,柴油机采用EGR后,由于废气的引入,使柴油机的平均有效压力,输出功率和有效热效率随着EGR率的增加而降低。同时,也使燃烧温度和压力降低。从而有利于抑制NOx的产生。     

中冷技术对涡轮增压柴油机性能影响的研究

对废气涡轮增压中冷柴油机理论循环热效率进行了辨析.应用Matlab语言和Avl Boost软件,对EQ6102D柴油机工作循环进行了建模、编程和模拟计算,并对发动机进行了水冷和空冷2种模式的试验,计算与试验结果均表明中冷技术在提高发动机功率、降低排气温度和抑制NO_x生成方面效果显著,在提高热效率方面效果不明显,深度中冷加上适当增大空燃比,可提高热效率约5%.     

有机朗肯循环系统布置及参数优化对低速柴油机余热利用的影响及经济性分析

利用Aspen Plus建立计算模型,分析运行参数及系统布置形式对有机朗肯循环性能的影响,并以净输出功率和系统所需的总换热面积的比值作为经济性指标分析其经济性。结果表明:蒸发温度、蒸发压力和有机工质流量对有机朗肯循环的净输出功率均有一定的影响,其中改变有机工质流量影响最大,蒸发温度次之;综合考虑经济性和净输出功率,柴油机全负荷下系统在蒸发温度160℃、蒸发压力2.5MPa、有机工质流18kg/s时性能最优。工质流量影响最大且易控制,在不同柴油机运行工况下只需改变有机工质流量就可适应负荷变化,负荷越大回收的能量越多,其净输出功率均占柴油机主机功率的8%左右。添加内回热器使系统热效率提高2.65%,效率提高4.5%,再增加一个低温循环,净输出功率可增加94.90kW。