船舶柴油机黑炭排放研究现状与展望

为进一步加强对船舶柴油机黑炭排放生成机理和特性的理解,探索有效的黑炭检测方法和排放控制技术,本文回顾有关船舶排放政策、黑炭定义、生成机理、理化特性、采样和测试以及控制技术等研究进展。指出加强包括火焰内颗粒形成与氧化机制以及润滑油的影响等船舶黑炭排放生成机理研究的必要性。论述船舶黑炭颗粒微观形貌、纳观结构、表面官能团、氧化活性、粒径尺寸、化学成分、元素组成等理化特性及影响。归纳黑炭排放测试与控制技术,建议结合多种检测方法,解决黑炭测试结果的不确定性问题。提倡借鉴车用柴油机成功经验,促进燃料、燃烧和尾气后处理技术的协同进步,实现船舶柴油机黑炭排放的有效控制。     

船舶柴油机比例模型实验的理论基础与技术挑战

采用相似比例模型实验进行新型船舶柴油机研发可以极大地节约研发时间、成本及能源。本文回顾了柴油机燃烧相似性理论的发展历程,总结了实现燃烧相似性的三种单值条件相似法则,重点阐述了喷雾混合气形成过程相似性理论与实验验证的最新研究成果,同时指出船舶柴油机相似比例模型实验亟待攻克的技术挑战。建立柴油机喷雾燃烧相似性理论体系有助于制定科学合理的相似比例模型实验规范,推动船舶柴油机研发实现快速发展。     

船用柴油机多孔喷嘴的喷雾不一致性及其对发动机性能影响的分析

由于柴油机多孔喷嘴加工偏差、针阀抬起过程产生的抖动以及喷嘴内部的空穴现象等原因,各孔燃油喷射存在不一致的情况。为了探究多孔喷嘴各孔燃油喷射差异对大缸径船用柴油机喷雾、燃烧及缸内热负荷的影响,本文以某高压共轨船用柴油机为研究对象,通过定容弹喷雾试验研究了高压共轨喷油器多孔喷嘴各孔喷雾发展的不一致性,并基于喷雾试验结果,通过CFD仿真研究了各孔喷雾不一致性对柴油机燃烧、性能及缸内热状态的影响。结果表明,在针阀抬起过程,各孔喷雾贯穿距存在明显差异,各孔喷雾贯穿距离散系数在3%~40%之间,且随着针阀抬起离散系数逐渐减小,在针阀完全抬起后,各孔喷雾贯穿距基本一致,各孔喷雾贯穿距离散系数在5%以下;各孔喷雾不一致会导致各雾束的早期燃烧存在明显差异,对缸压、油耗、放热率、缸内平均温度、NOx和Soot排放影响很小;各孔喷雾不一致会加剧活塞、缸盖、缸套的局部热负荷,同时会导致高温燃气向缸套的总体散热量增加9.1%,而活塞、缸盖总散热量不变。     

柴油机高压油道压力波动特性的模拟计算

建立了柴油机高压共轨系统的一维流体力学模型和流体力学边界条件,采用数值模拟的方法对柴油机高压供油系统的压力波动特性进行了计算,并与试验结果进行了对比。结果表明,采用作者建立的计算模型及边界条件所做的计算与试验结果基本接近,为作者的进一步研究打下了良好的基础。     

车用柴油机冷EGR系统的设计与试验

为了降低车用柴油机NOx的排放量,设计了一套柴油机的冷EGR系统,通过对再循环的废气进行精确冷却来降低NOx的排放量.该系统可以通过控制电动水泵的转速来调节EGR冷却器冷却水的循环量,确保不同工况下EGR的最佳冷却温度范围.对冷EGR系统的主要部件文丘里管和EGR冷却器等主要部件进行了设计计算,并对冷EGR系统的电控单元ECU进行了设计.将该冷EGR系统在R4105T型柴油机试验台架上进行了试验.结果表明:与热EGR系统相比,在各种工况下冷EGR系统可以有效地降低NOx的排放量,且使得柴油机的燃油消耗率也有所降低.     

柴油机螺旋进气道结构参数对气道性能的影响分析

对柴油机螺旋气道结构参数进行了流动特性敏感分析。采用数值模拟与测试结合的方法,对柴油机进气道最小截面的不同修改方案的流动特性进行了研究,分析了不同升程下气道性能影响因素与变化趋势。研究表明:小气门升程时,气道性能由气门开启面积决定;中大气门升程时,气道最小截面积是影响气道性能的主要结构参数之一,在螺旋进气道修正设计过程中应予以充分重视。与原气道对比,适当增加气道螺旋段外侧面积,可以提高平均涡流比;适当增加气道螺旋段内侧面积,可以提高平均流量系数。     

采用激光多普勒测速技术研究柴油机的充气特性

本文介绍用激光多普勒测速仪测出进气道内各处的流速及分布情况并提出改进措施,使内燃机性能得到了很大提高.     

大型凸轮自动检查仪简介

简要介绍了新近研制成功的船用柴油机大型片凸轮轮廓线测量的自动化测试仪器。该仪器改变了以前测量凸轮时所测头其形状和大小与从动轮相同的传统方法，只用１个标准测头，从凸轮的任意点开始采集１周，即能得到完整的被则凸轮误差。     

高温结构陶瓷材料的应用

本在简述了高温结构陶瓷材料的基本特点后，对其在汽车涡轮发动机，军用柴油机及航空燃气轮机上的应用情况做了介绍，并指出了应用中的技术关键及发展趋向。     

浅谈船舶柴油机排放污染及控制对策

本文论述了船舶柴油机废气排放对大气污染的影响，介绍了IMO（国际海事组织）对船舶柴油机排放的控制要求，以及国内外柴油机研究机构和制造公司所采取的对策。