船舶涡轮增压柴油机低负荷性能改进措施探讨

船舶涡轮增压柴油机低负荷性能改进措施探讨

一、舰船涡轮增压柴油机低负荷性能改善措施的探讨(论文文献综述)

李旸[1](2021)在《电辅助涡轮增压系统气动设计与柴油机匹配性能研究》文中指出

张顺利,窦振寰,杜磊,王江坤,高向花[2](2021)在《助喷技术在PA6型柴油机上的应用》文中提出柴油机突加负荷时,调速器使燃油供应量迅速增加,涡轮增压器工作响应滞后造成进气量不足,燃烧不充分,产生冒黑烟现象。文章阐述了可改善柴油机接排烟度的几种方法,并对可行性进行了分析。根据实船情况,在降低柴油机接排转速并修改柴油机接排程序的同时,提出了一种向柴油机进气箱预注入空气的助喷技术,增加柴油机接排时柴油机的进气量,提高空燃比,改善柴油机接排时冒黑烟程度。通过理论计算该方案技术上可行,具备可操作性。经实船验证试验,柴油机突加负荷时冒黑烟现象得到解决。需要时该技术可在其它柴油机推广使用。

黄立,陈晓轩,李先南,张文正,王新权,黄敏[3](2020)在《船用柴油机涡轮增压技术发展现状》文中研究表明船舶动力排放与经济性法规日趋严格,推动船用柴油机涡轮增压技术向高增压、高效率和电动化等方向快速发展。本文分别从涡轮增压系统与涡轮增压器部件角度,对国内外主要船用柴油机增压技术的基本原理、主要特性、应用机型等内容进行了详细阐述,重点分析两级涡轮增压、相继增压、可变涡轮增压和机电复合涡轮增压等增压系统技术,以及高效宽域压气机和高效涡轮等增压部件技术,展望了船用柴油机增压技术发展趋势。

周文杰[4](2020)在《大功率柴油机两级相继增压系统控制方法研究》文中研究表明随着水陆两用动力柴油机功率密度提升以及全工况性能优化需求的不断提高,柴油机对增压系统的要求也越来越高。两级相继增压技术通过根据柴油机工况的不同采用不同的增压方案,从而扩大增压系统的高效运行的范围,满足柴油机更高的平均有效压力以及更大的运行范围的需求。本文针对150柴油机匹配了两级相继增压系统,对其稳态以及瞬态切换过程的运行规律展开了研究,主要内容包括:针对两级相继增压切换过程中会出现的压气机喘振以及倒流现象,建立了GT-POWER/Simulink相继增压耦合仿真计算模型,对稳态工况以及瞬态工况进行试验校核,控制仿真误差在5%以内。基于能量分配原则为150柴油机匹配了两级相继增压系统,确定了陆上工况以及水上工况的增压调节方案。与原机相比,柴油机在1000r/min的外特性工况,油耗率降低了8.7%。柴油机在2400r/min的外特性工况,油耗率降低了2.1%。使水上工况柴油机的额定升功率由44.1k W/L提升至54.4k W/L。对单级相继增压与两级相继增压的切换过程展开研究,通过合理的进气阀开启延迟时间,可以避免受控增压器因压气机倒流而造成的能量损失,使单级相继增压的增压器切入过程柴油机转速波动减小39r/min,两级相继增压的增压器切入过程柴油机转速波动减小17r/min。增压器的切出过程,进气阀延迟关闭可以缩短受控增压器的喘振持续时间。针对两级相继增压系统的能量分配规律展开研究,利用旁通阀可以实现排气能量的分配控制,切换过程中旁通阀开启角度的最优值为45°,使增压器切入时瞬态涡轮功率提升最大16.1%,增压器切出时涡轮功率提升最大12.6%。通过调节进排气阀门的开启速度并与旁通阀进行瞬态协同控制,可以使增压器切出时柴油机转速的波动减小11r/min。

李苏澄[5](2020)在《调距桨推进装置及其控制系统的可视化仿真及应用》文中研究表明调距桨推进装置和定距桨推进装置相比,具有很多优点,因此,调距桨推进装置己经广泛应用到各类船舶上。实践证明,船舶发生事故的原因中,80%以上是人为因素造成的,因此开发轮机仿真训练系统,利用该系统实现对船员的专业技术培训,提高其管理水平是轮机工程管理的一项重要内容。在现有的轮机仿真训练系统中,船舶推进装置的仿真模型主要以定距桨推进装置为主,在调距桨推进装置方面开展的专业训练内容太少。因此,研究和开发调距桨推进装置的仿真训练系统迫在眉睫。针对上述问题,本文对船舶调距桨推进装置及其控制单元的建模与可视化仿真进行了研究。首先,考虑到训练仿真的实时性要求,采用了循环平均值方法,建立了 MAN 6S35MC柴油机数学模型,利用VC++6.0开发软件完成了数学模型的计算程序,将转速、扫气温度、扫气压力和油门刻度作为输入,得到了稳态计算结果,并将其与台架试验数据进行了对比,结果表明,稳态误差不大于5%,模型的稳态特性可以满足培训的要求。为了进一步验证模型,通过改变扫气温度和扫气压力参数对模型进行了预测计算,计算结果符合柴油机的变化规律,进—步验证了模型的正确性。其次,在上述研究基础上,为了进一步研究柴油机和调距桨推进装置的稳态和动态特性,本文分别建立了废气涡轮增压器、DMS2100i主机遥控系统、调距桨、船-机-桨推进方程以及主机气动操纵系统的简化模型,利用VC++编写了仿真计算程序,将设定转速和设定螺距作为输入,给出了不同工况下的稳态和动态仿真结果,并与船舶试航试验数据进行了对比,结果表明,稳态误差在5%以内,动态特性能够正确反映调距桨推进装置的变化规律。最后,针对调距桨推进装置各环节的组成和控制台的布置,对该系统的可视化操作界面进行了设计,利用VC++6.0分别编写了车钟、DMS2100i主机遥控系统、EGS2200电子调速器、DPS2100安全保护以及主机气动操纵系统的可视化操作界面程序,完成了可视化界面与仿真模型的数据关联和调试,并将仿真模型与可视化操作界面融入到现有的轮机仿真训练平台系统中。界面操作测试表明,界面运行流畅,可根据不同分辨率自动调整大小,为进一步开发调距桨推进装置仿真训练系统提供支持。此外,为了满足训练系统自动评估的需要,研究了基于结束检测的自动评估算法。根据海船船员适任考试与评估大纲中对调距桨推进系统的操作性要求编写了操作试题,并将试题加载到轮机综合模拟平台中,通过试题测试的结果,验证了自动评分算法的可行性。

李延峰[6](2020)在《船用柴油机增压系统匹配及潜度仿真研究》文中提出近些年来,随着科学技术的迅速发展,人们对海洋等特殊领域的探索步伐不断加快,需要更多能够适应海洋环境作业的船舶。所以说,海洋领域的柴油机增压性能问题就一直是柴油机生产厂商的首要研究问题,主要是难以匹配到与不同深度海洋环境都适应的柴油机。本论文主要研究了柴油机的涡轮增压系统,涡轮增压系统通常应用一个增压器进行增压,当柴油机工作在低工况下,涡轮增压器与柴油机的匹配情况。论文介绍了内燃机的增压技术以及船用柴油机增压技术的国内外研究,并着重对涡轮增压技术进行了说明,根据某公司的船用柴油机的各项数据指标,整体的涡轮增压柴油机模型是在GT-POWER仿真软件创建的。创建模型之后,还对部分重点模块的建立过程及涉及的重点参数进行了详细的说明,例如:环境参数的设置、进排气管的模型及重要参数、喷油器的重要参数、进排气门阀的重要参数、气缸的重要参数、涡轮增压器的重要参数和中冷器的模型及重要参数。完成模型的建立及详细介绍后,对建立完的六缸涡轮增压柴油机模型进行了仿真计算,然后将仿真计算得到的扭矩、功率、进气量、燃油消耗量、空燃比和燃油消耗率的数据与某公司提供的船用柴油机的实验数据进行了对比,说明仿真计算得到的数据与实验数据的误差范围,并绘制出各项数据与转速之间的变化图加以说明,确定了所建立模型的可靠性和数据的准确性。然后对柴油机水下分别在30m、50m、70m、90m的四个潜度下确定背压的变化范围下进行仿真计算,将不同背压的扭矩、功率和燃油消耗率的性能特性进行对比分析,通过对比分析船用柴油机在不同背压的作用下,在低转速低工况下,柴油机动力性和经济性下降。最后针对问题进行优化,主要在涡轮增压器参数的完善、进排气正时的改进与优化和喷油提前角的改善与优化,通过对比优化前后的数据变化图,分析出进气正时开启角在165℃A、排气正时开启角在40℃A和喷油提前角在5℃A时的情况下,可以实现解决问题的目的。

王尚鹏[7](2020)在《掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响研究》文中提出随着环境问题的日益严峻,石油资源的每况愈下和各国排放法规的日趋严格,对柴油机工作性能和排放要求不断提高。为有效改善柴油机的工作性能,优化燃烧过程,减少氮氧化物排放并抑制碳烟颗粒的大量生成,本文以TBD234V6型柴油机为原型机,通过将常规增压系统改造为相继增压系统,研究掺水燃烧技术对相继增压柴油机燃烧和排放特性的影响。(1)基于TBD234V6型柴油机,将原增压系统改造为相继增压系统,通过试验,确定相继增压柴油机的切换工况点为40%Pe0。在此基础上,进行掺水燃油系统的设计和乳化油的配制,试验结果表明:采用Span80、Tween80和Op-10这三种乳化剂按8:1:1或7:2:1复合使用,可制备大量掺水乳化油用于TBD234V6型柴油机进行试验研究。(2)通过试验,研究掺水率为3%、6%、9%、12%和15%对相继增压柴油机燃烧特性和排放性能的影响。试验结果表明:掺水率为0时,相继增压柴油机燃用纯柴油工作,10%Pe0≤Pe≤40%Pe0时,相比原机,最高燃烧压力升高,动力性增强,燃油消耗率降低,涡前排气温度、NOx和Soot排放量下降;45%Pe0≤Pe≤100%Pe0时,与原机相比,最高燃烧压力略微下降,燃油消耗率差别较小,涡前排气温度、NOx排放量和Soot有所下降。随着掺水率的逐渐增加,相继增压柴油机的最高燃烧压力下降,折合油耗率、NOx和Soot排放量得到显着改善。基于多目标灰色决策理论模型计算,通过主客观赋权的方法,选取10%Pe0、25%Pe0、50%Pe0、80%Pe0和100%Pe0为低、中、高负荷的代表工况点,经计算,得出:相继增压柴油机最佳掺水率为15%。(3)采用AVL-fire仿真软件,进一步研究掺水率为20%、25%和30%时与最佳掺水率15%的柴油机燃烧和排放性能对比,最终,经综合分析,确定本文相继增压柴油机的最佳掺水率为15%。此外,由仿真结果还可表明:同一负荷,随着掺水率的增加,最高燃烧压力,缸内温度和功率均呈下降趋势,掺水率为30%时,最高燃烧压力和缸内温度与掺水率为15%时相比,下降幅度最大,下降率约分别为7.8%和10.9%;在10%Pe0≤Pe≤40%Pe0时,折合油耗率逐步下降,而在45%Pe0<Pe≤100%Pe0时,掺水率的增加,致使折合油耗率升高;NO和Soot生成质量分数下降,NO及Soot浓度场均得到明显改善。

王雪东[8](2020)在《低速柴油机涡轮增压器变几何轴流涡轮设计及匹配研究》文中研究说明船用大功率低速柴油机,其功率高,需要的空气流量较大,而径流式涡轮无法满足大流量的要求,需采用轴流涡轮。可变几何轴流涡轮通过改变涡轮静叶开度,来改变涡轮流量和效率,进而改变涡轮增压器与柴油机联合运行时柴油机的性能。通过对涡轮的数值模拟得到涡轮流量和效率特性,将得到的涡轮特性与低速柴油机进行稳态一维仿真计算,分析涡轮与压气机、柴油机的匹配性能,在定几何涡轮基础上,进行可调静叶设计,进行了可变几何涡轮的性能和匹配计算的研究。首先,基于NREC叶轮机械设计软件,依据某型低速柴油机按推进特性50%负荷左右涡轮前后排气参数预测值,进行了轴流涡轮的一维设计,得到涡轮叶型和叶栅主要参数以及设计点下涡轮动叶进出口速度三角形,并将涡轮一维设计转化为三维模型。对三维模型进行数值模拟,根据目标柴油机机型排气涡轮参数确定了变工况计算范围,计算得出涡轮的流量特性和效率特性,分析了变工况涡轮内部流场的变化规律。其次,根据涡轮三维数值模拟得到的涡轮特性在GT-Power中建立了涡轮仿真模型;保持涡轮效率特性不变,在GT-Power中调整涡轮流量缩放系数,分别提高和降低涡轮流通能力、得到大型涡轮、中型涡轮(设计涡轮),小型涡轮三种涡轮仿真模型。压气机仿真模型来自原机压气机数据,根据涡轮流通能力的不同按比例调整压气机流量缩放系数并与涡轮进行匹配,得到大型涡轮增压器、中型涡轮增压器、小型涡轮增压器三种增压器模型,与低速柴油机进行稳态联合仿真。结果表明,设计涡轮与压气机、柴油机匹配良好,若减小涡轮流通能力,会改善柴油机经济性和动力性,但爆压和排温升高。最后,基于定几何涡轮,进行了变几何轴流涡轮设计,通过改变静叶开度,得到了变几何涡轮流量特性和效率特性,分析了静叶开度改变对涡轮流场的影响。根据变几何涡轮数值模拟得到的变几何涡轮特性建立了变几何涡轮仿真模型,根据静叶不同开度涡轮流量的变化,按比例调整压气机流量缩放系数并与涡轮匹配,得到静叶不同开度下的涡轮增压器仿真模型,基于GT-Power平台与低速柴油机进行稳态联合仿真,探究静叶不同开度下涡轮增压器与柴油机性能的变化规律,提出了变几何涡轮的控制策略。结果表明静叶开度关小3.5度,可改善柴油机经济性和动力性;静叶开度减小会导致100%负荷时缸内爆压超出限制值;低速机按推进特性运行时,可在部分负荷时将静叶开度减小以提高经济性和动力性,接近全负荷时要增大静叶开度来限制缸内爆压,使柴油机安全运行。

夏冲[9](2020)在《船用低速柴油机高压SCR系统运行匹配性能分析》文中研究表明选择性催化还原(SCR)技术是净化船舶氮氧化物(NOX)排放,使之达到国际海事组织(IMO)Tier III标准的最有效途径。但船用低速机燃用高硫重油、排气温度低等情况,极大恶化了SCR系统的工作环境。以6S46ME-B船用低速柴油机高压SCR系统为研究对象,本文开展了SCR系统工作过程影响因素、尿素喷射控制、配机方案及主机调制等方面的研究,以期解决高压SCR系统船舶应用的理论问题。本文主要工作及结论如下:(1)开展了船用SCR系统工作过程影响因素及尿素控制策略研究。基于表面脱硝反应等理论,构建了SCR反应模型,分析了废气温度、废气流量、反应器尺寸、单位面积孔密度、氨氮比和废气硫含量对SCR系统工作过程的影响规律。其次,基于SCR反应模型,构建了开式和闭式尿素控制SCR模型,从NOX转化率、氨逃逸(NH3-slip)、尿素溶液喷射量等方面验证了模型的准确性。(2)开展了高压SCR系统配机方案研究。利用一维GT-power仿真软件,首先构建了低速柴油机模型,并验证了模型的精确性,然后在其基础上搭建了主机瞬态模型,以加载和减载的方式进行了对比验证。其次,基于低速柴油机模型,将尿素控制SCR系统嵌入主机排气系统中,并分析了高压SCR系统匹配及切换过程对涡轮/增压器、主机及SCR系统自身的影响规律。最后,基于主机瞬态模型,分析了尿素控制高压SCR系统配机的动态性能以及反应器的热惯性。研究发现:1)高压SCR系统在切换过程中,采取逐渐切入和逐渐切出的调制方案,效果较好。2)高压SCR系统匹配主机稳定运行后,主机排气背压明显增大、油耗略微升高、功率稍下降。例如:在100%负荷,主机排气背压升高约7.2k Pa,油耗升高约0.4g/k W·h,升高率为0.23%。3)在逐渐加载过程中,尿素控制高压SCR系统配机的氨氮比(NSR)采用0.77-0.85-0.90-0.90的喷射方案时,NOX加权比排放量为2.78g/(k W·h),能满足IMO Tier-III法规要求。此时,系统的NH3-slip分别为3.23ppm、13.48ppm、33.18ppm和46.09ppm。4)高压SCR反应器的热惯性主要体现在主机低负荷运行期间。(3)开展了以高压SCR系统为导向的主机调制方案研究。构建了高压SCR系统配机调制模型,分析了高硫、低硫废气条件下高压SCR系统配机的减排效果,明确了高硫条件下匹配高压SCR系统的主机调制方案。研究发现:1)低硫废气条件下,SCR系统减排效果能满足Tier III法规要求,而在高硫废气条件下很难满足Tier III法规要求。2)高硫废气条件下匹配高压SCR系统后,主机仅需要将低负荷的废气温度提高到320℃以上,且低负荷下扫气旁通(CBV)方案(开度为0.4,放气量为进气总量的11.2%)和废气旁通(EGB)方案(开度为0.6,放气量为废气总量的12.17%)均能满足了Tier-III排放法规要求。3)CBV调制方案在主机油耗和功率上要略优于EGB调制方案。

李旭[10](2019)在《可变扩压器式离心压气机设计与性能分析》文中研究表明增压柴油机能够有效提高柴油机的功率密度,改善柴油机的经济性和排放,但是受限于增压器的性能,增压柴油机不能在全工况范围内保持良好的性能,特别是在低负荷时,功率下降,排温增高,排放性能恶化。因此利用变几何压气机改善增压柴油机低负荷的性能就成为了一个重要的研究方向。本文主要完成了可变扩压器离心压气机的设计和性能分析,主要包括变几何压气机流场分析、变几何压气机设计及变几何压气机性能试验、变几何压气机的稳态性能和瞬态性能建模,采用仿真的方法研究了可变几何压气机对增压柴油机性能的影响,本文研究的主要内容如下:(1)利用CFX流体软件分析了变几何压气机结构参数对压气机流场和性能的影响。建立了变几何压气机的流体仿真模型,分析了不同扩压器叶片入口角度和不同的半径比对压气机流场和性能的影响。结果表明随着扩压器叶片角度的增大,压气机的喘振边界向左移动,压气机的流量范围从1.4kg/s~2.8kg/s扩展到0.2kg/s~2.8kg/s,流量范围扩大了85.7%,压气机的最高效率随着扩压器叶片角度增大而降低。研究发现在低速喘振边界时,扩压器的尾缘会出现脱离涡,而随着扩压器叶片角度的增大,脱离涡会逐渐向上游发展,最终蔓延到整个叶轮流场。进一步分析发现这种涡流在叶轮中的发展是由于大角度下叶轮出口气体回流引起的。同时研究分析了不同入口半径比对压气机流场和性能的影响,发现随着入口半径比的增大,压气机无叶扩压段的压力上升,流速下降,形成高压低速区,容易产生涡流,影响流场的均匀分布,导致压气机效率下降。对比了低速、中速和高速状态下不同半径比的静压恢复系数和总压损失系数,提出了基于转速权重的有效静压恢复系数和有效总压损失系数,对比不同扩压器叶片入口角度的有效静压恢复系数和有效总压损失系数,发现入口半径比为1.12的有效静压恢复系数最高,有效总压损失系数最小,因此将设计的可变几何压气机的扩压器入口半径比设定为1.12。(2)设计并改造了压气机的可变扩压器结构,对其进行了结构强度的校核,建立了变几何压气机试验台架,完成了变几何压气机的稳态性能和瞬态性能的试验。针对原压气机的结构,选择扩压器叶片角度可变作为可变几何压气机的实现方式,设计了摇臂旋转盘机构实现了扩压器叶片的同步旋转,并利用齿轮副实现了扩压器叶片角度的精密控制,将其安装在扩压器底盘的背面,避免了对扩压器流场的影响;利用外部的空间安装步进电机和齿轮副实现减速和扭矩的传输功能。对设计的结构进行了结构强度校核和变形分析,结构的最小安全系数为1.48,最大的变形为0.35mm,满足强度要求。利用大型压缩机作为动力源,采用电磁控制阀控制变几何压气机的进出口压力和流量,并安装了稳态和瞬态数据记录设备,建立了变几何压气机试验台。根据建模的要求选择稳态性能和瞬态性能试验工况点,在试验台上完成了变几何压气机的稳态性能试验和瞬态性能试验。(3)建立了变几何压气机的稳态性能和瞬态性能预测模型。采用椭圆方程和偏最小二乘法对变几何压气机的稳态性能进行拟合预测,利用椭圆方程将不同扩压器角度下的不同转速的压气机特性曲线转换成不相关的独立参数,利用偏最小二乘法建立各独立参数与压气机转速和扩压器叶片角度的非线性模型。结果显示压比-流量特性图和效率-流量特性图最大的拟合误差均为2%,在转速为0.625时压比的最大预测误差为1.6%,效率的预测误差为4.4%;在固定角度下,压比和效率预测能力相差无几,两者的最大预测误差分别为3%和2.5%。对试验获得的瞬态性能曲线进行了分析,定义了表达瞬态过程的性能参数,并利用性能参数组合的数学表达式给出了变几何压气机的瞬态性能曲线;对性能参数与控制参数的相关性进行了分析,建立了性能参数与控制参数的数学表达式,并利用多项式和基于偏最小二乘法建立了变几何压气机的瞬态性能模型;对模型的拟合性能和预测性能进行了检验,验证了模型的有效性。结果表明所建立的稳态性能预测模型显示了良好的预测能力,其预测精度也远远优于常规的查表法和神经网络法;所建立的瞬态性能预测模型不仅能够有效地拟合已知的变几何压气机的瞬态性能,而且还能够预测变几何压气机瞬态性能的变化,显示了良好的定性预测和定量预测能力,能够满足数学建模的精度要求。(4)建立了可变扩压器离心压气机与柴油机的联合仿真模型,研究了变几何压气机对柴油机性能的影响。利用simulink平台建立了变几何压气机和柴油的联合仿真平台,研究了变几何压气机对推进特性、负荷特性和高背压工况下柴油机性能的影响。结果显示采用变几何压气机后,柴油机的推进特性和负荷特性均有所改善,油耗降低,最多降低了4.58%,高背压时柴油机的功率也得到有效恢复,功率恢复系数最多增加了96%。在推进特性下,随着负荷降低,最佳的扩压器叶片入口角度增加;在高背压下,随着背压增加,最佳的扩压器入口角度增加。

二、舰船涡轮增压柴油机低负荷性能改善措施的探讨(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、舰船涡轮增压柴油机低负荷性能改善措施的探讨(论文提纲范文)

(2)助喷技术在PA6型柴油机上的应用(论文提纲范文)

0 引言
1 背景描述
2 初步方案
    2.1 优化燃油喷射系统
    2.2 增加进气量
    2.3 降低柴油机接转速
3 可行性分析
    3.1 优化燃油喷射系统
    3.2 增加进气量
        3.2.1 缩短增压器响应迟滞期
        3.2.2 匹配高效增压器
        3.2.3 进气总管注入空气
    3.3 降低柴油机接排转速
4 设计方案
    4.1 柴油机进气管增加空气量
        4.1.1 具体布置系统(图1)
        4.1.2 柴油机具体安装
    4.2 降低柴油机接排转速
    4.3 改进柴油机接排程序
5 结论

(3)船用柴油机涡轮增压技术发展现状(论文提纲范文)

1 引言
2 船用涡轮增压系统发展现状
    2.1 两级增压技术
        2.1.1 两级增压技术特点及优势
        2.1.2 国内外发展现状
    2.2 相继增压技术
        2.2.1 相继增压技术特点及优势
        2.2.2 国内外发展现状
    2.3 可变几何涡轮技术
        2.3.1 可变几何涡轮技术特点及优势
        2.3.2 国内外发展现状
    2.4 机电复合增压技术
        2.4.1 机电复合增压技术特点及优势
        2.4.2 国内外发展现状
3 增压器关键部件技术发展现状
    3.1 高压比宽裕度离心压气机技术
    3.2 高效涡轮技术
    3.3 涡轮增压器智能维护
4 船用涡轮增压技术展望
5 总结

(4)大功率柴油机两级相继增压系统控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 相继增压技术发展概述
        1.2.1 相继增压技术匹配方法
        1.2.2 相继增压技术控制方法现状
    1.3 两级增压技术发展概述
        1.3.1 两级增压技术匹配方法现状
        1.3.2 两级增压技术控制方法现状
    1.4 本文研究目的与研究内容
第二章 柴油机仿真模型的建立
    2.1 GT-POWER/Simulink耦合仿真模型
        2.1.1 压气机喘振预测模型建立
        2.1.2 耦合仿真模型的搭建
    2.2 柴油机试验及仿真模型对比分析
        2.2.1 稳态工况对比分析
        2.2.2 瞬态工况对比分析
        2.2.3 压气机喘振以及倒流现象的预测性对比分析
    2.3 本章小结
第三章 两级相继增压系统稳态控制规律研究
    3.1 两级相继增压GT-POWER/Simulink耦合计算模型
    3.2 150 柴油机两级相继增压陆上工况稳态控制策略
        3.2.1 陆上工况不同增压方案增压器运行规律研究
        3.2.2 陆上工况不同增压方案运行规律的研究
        3.2.3 陆上工况不同增压方案运行边界的确定
        3.2.4 两级相继增压陆上工况与原机性能对比分析
    3.3 150 柴油机两级相继增压水上工况稳态控制策略
        3.3.1 水上工况不同增压方案增压器运行规律研究
        3.3.2 水上工况不同增压方案运行规律的研究
        3.3.3 水上工况不同增压方案运行边界的确定
        3.3.4 两级相继增压水上工况与原机性能对比分析
    3.4 本章小结
第四章 两级相继切换过程瞬态特性研究
    4.1 单级相继增压切换过程阀门控制方法研究
        4.1.1 1TC切换2TC过程阀门控制规律研究
        4.1.2 2TC切换1TC过程阀门控制规律研究
        4.1.3 单级相继增压陆上工况及水上工况控制策略
    4.2 两级相继增压切换过程阀门控制方法研究
        4.2.1 2TC切换4TC过程规律研究
        4.2.2 切换延迟时间对2TC切换4TC过程的影响研究
        4.2.3 4TC切换2TC过程规律研究
        4.2.4 切换延迟时间对4TC切换2TC过程的影响研究
        4.2.5 两级相继增压水上工况控制策略
    4.3 总结
第五章 两级相继增压系统切换过程排气能量分配控制方法研究
    5.1 两级相继增压能量分配系统结构
    5.2 旁通阀对增压器切入过程能量分配规律的影响
    5.3 旁通阀对增压器切出过程能量分配规律的影响
    5.4 基于瞬态响应的两级相继增压切换过程多阀门协同控制方法
        5.4.1 旁通阀开启角度对2TC切换4TC过程的影响
        5.4.2 旁通阀开启角度对4TC切换2TC过程的影响
        5.4.3 阀门开启速度对2TC切换4TC过程的影响
        5.4.4 阀门关闭速度对4TC切换2TC过程的影响
        5.4.5 两级相继增压切换过程多阀门协同控制方法
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(5)调距桨推进装置及其控制系统的可视化仿真及应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 调距桨推进装置国内外发展现状
    1.3 调距桨仿真训练系统研究现状
        1.3.1 轮机仿真训练系统的研究现状
        1.3.2 调距桨推进装置的建模和仿真研究现状
    1.4 课题研究内容
2 调距桨推进装置及其控制系统建模
    2.1 调距桨推进器建模
        2.1.1 调距桨推进装置特点
        2.1.2 调距桨装置的组成
        2.1.3 调距桨推力及转矩计算
        2.1.4 船机桨动态模型
        2.1.5 调距桨液压伺服机构
        2.1.6 螺距控制器
    2.2 柴油机数学建模
        2.2.1 高压油泵
        2.2.2 气缸容积
        2.2.3 柴油机工作过程
        2.2.4 废气涡轮增压器
        2.2.5 空冷器
    2.3 DMS21001主机遥控系统建模
        2.3.1 DMS2100i主机遥控系统的主要组成
        2.3.2 起动逻辑控制
        2.3.3 控制模式
        2.3.4 EGS2200数字调速器
        2.3.5 安全保护系统
    2.4 MAN MC型气动操纵系统建模
        2.4.1 控制阀件的简化模型
        2.4.2 模块化和可视化的建模方法
        2.4.3 模块之间的连接关系及仿真策略
    2.5 本章小结
3 调距桨推进装置及其控制系统的仿真计算及结果分析
    3.1 VISUAL C++ 6.0编程语言
    3.2 模型的程序设计
    3.3 VC++调试界面设计与程序编写
    3.4 仿真结果分析
        3.4.1 调距桨推力系数和转矩系数计算
        3.4.2 柴油机仿真
        3.4.3 调距桨推进装置及其控制系统仿真
    3.5 本章小结
4 调距桨可视化仿真训练系统的设计与应用
    4.1 仿真平台介绍
        4.1.1 仿真平台的组成
        4.1.2 平台的运行机制
    4.2 可视化仿真界面设计与实现
        4.2.1 轮机模拟仿真平台组成
        4.2.2 仿真界面设计与实现
    4.3 自动评估算法研究及试题验证
        4.3.1 智能考试平台介绍
        4.3.2 结束检测算法
        4.3.3 自动评估试题验证
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(6)船用柴油机增压系统匹配及潜度仿真研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 内燃机增压技术
        1.2.1 增压对柴油机基本性能的影响
        1.2.2 柴油机增压技术的优点
    1.3 涡轮增压技术的发展
    1.4 船用柴油机增压技术的研究状况
        1.4.1 船用柴油机增压技术在国内的研究
        1.4.2 船用柴油机增压技术在国外的研究
    本文主要研究内容
第二章 柴油机与增压系统的性能匹配及相关数学模型
    2.1 柴油机与增压系统的匹配
    2.2 柴油机与增压器匹配性能的调整
    2.3 柴油机运行中的相关数学模型
        2.3.1 气缸内工作中的微分方程
        2.3.2 进排气管道相关数学模型
        2.3.3 扫气相关数学模型
        2.3.4 燃烧数学模型
        2.3.5 爆震相关数学模型
        2.3.6 涡轮增压器的相关数学模型
        2.3.7 中冷器相关数学模型
    本章小结
第三章 船用柴油机仿真模型建立及验证仿真分析
    3.1 GT-POWER软件的简介
    3.2 船用柴油机的仿真模型
    3.3 柴油机仿真模型参数设置
    3.4 柴油机主要模型的验证
    本章小结
第四章 不同潜度下船用增压柴油机匹配研究
    4.1 船用柴油机的排气背压计算
    4.2 不同潜度下柴油机与增压系统的仿真匹配
    本章小结
第五章 船用柴油机系统的仿真研究
    5.1 船用柴油机涡轮增压器参数的优化
    5.2 进排气正时对柴油机性能影响
        5.2.1 进气正时的优化
        5.2.2 排气正时的优化
    5.3 喷油提前角对柴油机性能影响
        5.3.1 喷油提前角的概念
        5.3.2 喷油提前角的优化仿真研究
    本章总结
总结与展望
参考文献
致谢

(7)掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 掺水燃烧技术现状
        1.2.1 掺水燃烧反应机理
        1.2.2 掺水燃烧技术国内外研究现状
    1.3 相继增压技术的研究发展
        1.3.1 相继增压技术
        1.3.2 相继增压技术国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 柴油机相继增压系统与掺水试验装置设计
    2.1 试验装置
        2.1.1 TBD234V6 型柴油机简介
        2.1.2 试验主要测试设备
    2.2 相继增压系统设计
        2.2.1 相继增压进、排气管路系统改造设计
        2.2.2 气动蝶阀控制系统设计
        2.2.3 排烟管设计
        2.2.4 气动蝶阀对进气流量的影响
        2.2.5 相继增压系统柴油机切换点的确定
    2.3 掺水燃油系统设计
    2.4 掺水乳化油的配制
        2.4.1 掺水乳化油
        2.4.2 乳化剂的HLB值
        2.4.3 乳化剂的选取与乳化油的配制
    2.5 本章小结
第3章 相继增压柴油机缸内仿真模型的建立
    3.1 燃烧室三维模型建立与网格划分
        3.1.1 燃烧室三维模型的建立
        3.1.2 三维网格划分
    3.2 仿真计算初始和边界条件的确定
        3.2.1 缸内初始条件的设置
        3.2.2 喷油初始条件的设置
        3.2.3 缸内边界条件的设置
    3.3 湍流模型
    3.4 喷雾模型
        3.4.1 破碎模型
        3.4.2 蒸发模型
        3.4.3 碰壁模型
    3.5 燃烧模型
    3.6 排放模型
        3.6.1 NO排放模型
        3.6.2 Soot排放模型
    3.7 仿真计算模型的验证
    3.8 本章小结
第4章 掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响的试验研究
    4.1 试验方案
    4.2 不同掺水率对相继增压柴油机动力性的影响
    4.3 不同掺水率对相继增压柴油机经济性的影响
    4.4 不同掺水率对相继增压柴油机排放性的影响
        4.4.1 不同掺水率对相继增压柴油机涡前排温的影响
        4.4.2 不同掺水率对相继增压柴油机NOx生成的影响
        4.4.3 不同掺水率对相继增压柴油机Soot生成的影响
    4.5 掺水燃烧性能评估及最优掺水率决策
        4.5.1 多目标灰色决策模型的建立
        4.5.2 决策目标决策权的赋值方法
        4.5.3 最佳掺水率的确定与评估分析
    4.6 本章小结
第5章 掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响的仿真研究
    5.1 求解器的设置
    5.2 循环供油量的确定
    5.3 掺水率对相继增压柴油机性能影响的数值模拟分析
        5.3.1 不同掺水率对相继增压柴油机燃烧性能分析
        5.3.2 不同掺水率对相继增压柴油机排放性能分析
        5.3.3 掺水燃烧对相继增压柴油机缸内温度场的影响
        5.3.4 掺水燃烧对相继增压柴油机缸内O2 浓度场的影响
        5.3.5 掺水燃烧对相继增压柴油机缸内NO浓度场的影响
        5.3.6 掺水燃烧对相继增压柴油机缸内Soot浓度场的影响
    5.4 相继增压柴油机最佳掺水率的确定
    5.5 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
在校期间发表的学术论文

(8)低速柴油机涡轮增压器变几何轴流涡轮设计及匹配研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 增压技术简介
        1.2.1 增压方式分类
        1.2.2 常规增压器的问题及改进措施
    1.3 可变几何涡轮增压器(VGT)的工作原理与特点
    1.4 可变几何涡轮增压器与柴油机匹配的研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 本文的主要工作
第二章 涡轮内部流动的数学模型
    2.1 涡轮内流体基本特征
    2.2 控制方程
        2.2.1 质量守恒方程
        2.2.2 动量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
        2.2.4 通用控制方程
    2.3 离散方法
    2.4 湍流模型
        2.4.1 雷诺方程
        2.4.2 湍流数值模拟方法简介
        2.4.3 涡粘模型和S-A湍流模型
    2.5 本章小结
第三章 基于NREC的轴流涡轮设计
    3.1 轴流涡轮基本原理
        3.1.1 涡轮的分类
        3.1.2 轴流涡轮工作原理
    3.2 NREC简介
    3.3 涡轮叶片一维设计
        3.3.1 涡轮边界条件的选取
        3.3.2 整体设计流程
        3.3.3 涡轮整体性能参数的选取
        3.3.4 叶型及叶栅设计
    3.4 涡轮三维模型的建立
    3.5 本章小结
第四章 变工况涡轮性能与流场分析
    4.1 网格划分
    4.2 计算条件设定
    4.3 一维设计结果验证
    4.4 变工况仿真计算点的选择
    4.5 变工况涡轮性能分析
        4.5.1 涡轮流量特性
        4.5.2 涡轮效率特性
        4.5.3 涡轮流场分析
    4.6 本章小结
第五章 涡轮增压器与低速机的匹配计算
    5.1 低速柴油机工作过程数学模型
        5.1.1 缸内工作过程数学模型
        5.1.2 中冷器模型
        5.1.3 涡轮增压器计算模型
        5.1.4 机械损失模型
    5.2 柴油机一维仿真模型的建立
        5.2.1 原始机型仿真模型的建立和验证
        5.2.2 目标机型的建立
    5.3 涡轮增压器与柴油机的匹配要求
    5.4 涡轮与压气机的选型
        5.4.1 涡轮仿真模型的建立
        5.4.2 涡轮与压气机的配型
    5.5 联合运行时涡轮与压气机性能分析
    5.6 联合运行时柴油机性能分析
    5.7 本章小结
第六章 可变几何涡轮性能及匹配计算
    6.1 可变几何轴流涡轮原理
    6.2 可变几何涡轮模型的建立
    6.3 可变几何涡轮性能分析
        6.3.1 可变几何涡轮流量特性
        6.3.2 可变几何涡轮效率特性
        6.3.3 可调静叶角度对流场的影响
    6.4 可变几何涡轮增压器与低速柴油机的匹配分析
        6.4.1 可变几何涡轮增压器仿真模型的建立
        6.4.2 联合运行时涡轮与压气机性能分析
        6.4.3 联合运行时柴油机性能分析
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(9)船用低速柴油机高压SCR系统运行匹配性能分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 柴油机NOX减排措施
    1.3 船用SCR技术
    1.4 SCR技术国内外研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内发展现状
    1.5 本文主要研究内容
第2章 数学模型和仿真理论
    2.1 柴油机气缸系统数学模型
        2.1.2 燃烧模型
        2.1.3 NOX生成模型
    2.2 SCR系统模型
        2.2.1 SCR气相反应速率
        2.2.2 SCR表面反应速率
        2.2.3 SCR反应模型
    2.3 涡轮增压器数学模型
        2.3.1 压气机特性参数
        2.3.2 涡轮特性参数
    2.4 调速器模型
        2.4.1 螺旋桨特性参数
        2.4.2 PID调速控油系统
    2.5 本章小结
第3章 SCR系统工作过程及控制策略研究
    3.1 SCR反应机理
        3.1.1 SCR催化过程
        3.1.2 SCR反应过程
    3.2 SCR系统仿真模型
        3.2.1 GT-power软件介绍
        3.2.2 SCR系统模型
    3.3 船用SCR工作过程影响因素分析
        3.3.1 废气温度分析
        3.3.2 废气流量分析
        3.3.3 反应器尺寸分析
        3.3.4 催化剂孔密度
        3.3.5 氨氮比分析
        3.3.6 废气硫含量分析
    3.4 SCR系统控制策略分析
        3.4.1 开式SCR系统
        3.4.2 闭式SCR系统
    3.5 本章小结
第4章 高压SCR系统配机方案研究
    4.1 主机模型验证
        4.1.1 主机模型介绍
        4.1.2 主机模型验证
    4.2 主机瞬态建模及验证
        4.2.1 主机瞬态模型
        4.2.2 主机瞬态模型验证
    4.3 高压SCR系统匹配及切换过程研究
        4.3.1 高压SCR系统对涡轮增压器影响
        4.3.2 高压SCR系统对主机影响
        4.3.3 高压SCR系统性能分析
    4.4 高压SCR系统配机动态性能分析
        4.4.1 开式SCR系统配机分析
        4.4.2 闭式SCR系统配机分析
    4.5 高压SCR系统热惯性研究
        4.5.1 快速加载过程
        4.5.2 正常加载过程
        4.5.3 快速卸载过程
    4.6 本章小结
第5章 以高压SCR系统为导向的主机调制方案研究
    5.1 燃油硫含量对SCR系统性能影响
        5.1.1 燃油硫含量对主机排气参数影响
        5.1.2 燃油硫含量对SCR系统性能影响
    5.2 CBV旁通阀调制方案分析
        5.2.1 CBV开度固定调制分析
        5.2.2 CBV开度控制调制分析
    5.3 EGB旁通阀调制方案分析
        5.3.1 EGB开度固定调制分析
        5.3.2 EGB开度控制调制分析
    5.4 主机调制方案对比分析
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(10)可变扩压器式离心压气机设计与性能分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 改善柴油机低负荷性能研究进展
        1.2.1 相继增压系统
        1.2.2 旁通放气增压系统
        1.2.3 电辅助涡轮增压系统
        1.2.4 可调两级增压系统
        1.2.5 可变几何涡轮(VGT)增压系统
    1.3 可变几何压气机(VGC)研究进展
        1.3.1 可变几何压气机结构的研究
        1.3.2 可变几何压气机特性预测研究
        1.3.3 可变几何压气机在柴油机上的仿真研究
    1.4 本文的主要研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 主要研究内容
第2章 可变扩压器离心压气机流场分析
    2.1 流体计算模型建立
        2.1.1 流体计算理论简介
        2.1.2 边界条件的设置和模型的验证
        2.1.3 变几何压气机仿真计算点的选择和网格划分
    2.2 扩压器角度变化对变几何压气机性能的影响
        2.2.1 扩压器叶片角度变化对扩压器流场的影响
        2.2.2 扩压器叶片角度变化对压气机流场的影响
        2.2.3 扩压器叶片角度变化对压气机性能的影响
    2.3 扩压器叶片入口半径比对变几何压气机性能的影响
        2.3.1 入口半径比对压气机流场的影响分析
        2.3.2 入口半径比对扩压器性能参数的影响
        2.3.3 入口半径比对有效静压恢复系数和有效总压损失系数的影响
    2.4 本章小结
第3章 可变扩压器式离心压气机结构设计及试验
    3.1 可变扩压器系统结构设计
        3.1.1 扩压器可调系统设计
        3.1.2 驱动系统设计
        3.1.3 控制系统设计
    3.2 可变扩压器强度校核与分析
        3.2.1 仿真模型的建立
        3.2.2 变几何扩压器结构强度校核
    3.3 可变几何压气机稳态及瞬态试验
        3.3.1 试验方案介绍
        3.3.2 稳态试验和瞬态试验
    3.4 本章小结
第4章 可变几何压气机稳态性能预测建模及分析
    4.1 偏最小二乘法理论和椭圆方程理论
        4.1.1 椭圆方程理论
        4.1.2 偏最小二乘法理论
    4.2 变几何压气机稳态性能建模
        4.2.1 椭圆方程拟合
        4.2.2 偏最小二乘法建模
    4.3 变几何压气机稳态性能的拟合与预测
        4.3.1 变几何压气机稳态性能拟合
        4.3.2 变几何压气机稳态性能预测
        4.3.3 EPLS模型与其他模型预测能力的对比
    4.4 本章小结
第5章 可变几何压气机瞬态性能分析及预测
    5.1 可变几何压气机瞬态性能分析
        5.1.1 瞬态性能参数
        5.1.2 瞬态性能的数学表达式
    5.2 可变几何压气机瞬态性能预测模型的建立
        5.2.1 控制参数对迟滞阶段参数的影响
        5.2.2 控制参数对响应阶段参数的影响
    5.3 可变几何压气机瞬态性能的拟合与预测
        5.3.1 瞬态性能模型的建立
        5.3.2 瞬态性能拟合分析
        5.3.3 瞬态性能预测分析
    5.4 本章小结
第6章 可变几何压气机对柴油机性能影响的计算分析
    6.1 柴油机与可变几何压气机的联合仿真平台的建立
        6.1.1 变几何压气机性能模型的建立
        6.1.2 增压柴油机性能模型的建立
        6.1.3 变几何增压柴油机仿真平台的验证
    6.2 可变几何压气机对推进特性下柴油机性能的影响
    6.3 可变几何压气机对柴油机负荷特性的影响
    6.4 可变几何压气机对高背压柴油机性能的影响
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

四、舰船涡轮增压柴油机低负荷性能改善措施的探讨(论文参考文献)

  • [1]电辅助涡轮增压系统气动设计与柴油机匹配性能研究[D]. 李旸. 哈尔滨工程大学, 2021
  • [2]助喷技术在PA6型柴油机上的应用[J]. 张顺利,窦振寰,杜磊,王江坤,高向花. 内燃机与配件, 2021(07)
  • [3]船用柴油机涡轮增压技术发展现状[J]. 黄立,陈晓轩,李先南,张文正,王新权,黄敏. 推进技术, 2020(11)
  • [4]大功率柴油机两级相继增压系统控制方法研究[D]. 周文杰. 上海交通大学, 2020(01)
  • [5]调距桨推进装置及其控制系统的可视化仿真及应用[D]. 李苏澄. 大连海事大学, 2020(01)
  • [6]船用柴油机增压系统匹配及潜度仿真研究[D]. 李延峰. 大连交通大学, 2020(06)
  • [7]掺水燃烧对相继增压柴油机性能影响研究[D]. 王尚鹏. 集美大学, 2020(07)
  • [8]低速柴油机涡轮增压器变几何轴流涡轮设计及匹配研究[D]. 王雪东. 哈尔滨工程大学, 2020(06)
  • [9]船用低速柴油机高压SCR系统运行匹配性能分析[D]. 夏冲. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
  • [10]可变扩压器式离心压气机设计与性能分析[D]. 李旭. 哈尔滨工程大学, 2019(04)

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船舶涡轮增压柴油机低负荷性能改进措施探讨
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