收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于废气控制及喷射策略的低速船用二冲程柴油机排放控制策略

张恩兴  
【摘要】:经济贸易的全球化进程带动了国际运输业的蓬勃发展,船舶运输在国际运输业中占据了越来越重要的位置。船舶污染愈加严重,因此推出的最新排放法规来实现对船舶污染的控制。本文主要以大型低速二冲程柴油机为例,研究废气控制和喷油策略对排放性能的影响,对不同技术的耦合能够实现多大的减排潜力及功率等经济性能的影响进行探究。本文是基于一维CFD模拟软件GT-Power进行建模分析,通过搭建废气再循环模块、排气控制模块和喷油模块来实现对EGR、排气阀控制以及喷油策略的模拟。基于发动机100%负荷工况下,完成发动机的标定、验证以及模拟工作。在验证完成的模型基础上,搭建废气再循环模块,将废气涡轮前的废气经冷却系统冷却后导入进气道中,通过控制机械涡轮的转速来控制进入进气道的废气量,通过控制进气旁通来保持每循环进入气缸的气体质量恒定,以此评估废气再循环对发动机性能的影响。该技术能够实现对NOx的有效控制,但是会引起soot的急剧升高且功率也有一定程度的下降。设置了排气阀关闭时刻推迟、排气曲线整体推迟和排气曲线关闭时刻斜率变化三种米勒循环方案,通过改变增压比等参数来获得最佳排气阀控制方案,排气阀关闭时刻推迟在排放性、经济性的综合性能略好于其他两种。选出最佳的排气阀控制方案来和废气再循环进行耦合,在此基础上能够实现对NOx的有效控制,但是同等NOx降低水平下,会生成更多的soot和功率更大的损失。为了改善废气再循环降低NOx而带来soot的急剧增多,选择喷油策略与废气再循环进行耦合。喷油策略分为预喷和后喷两种,分别设置为主喷外单次喷油、两次喷油和四次喷油,通过更改喷油量和喷油间隔角来实现对燃烧性能的影响,从而获得较好的排放性能。预喷和废气再循环进行耦合,由于是在发动机主喷燃烧前开始,能够通过改变发动机缸内环境,同时实现NOx和soot的同时降低,但是降低的幅度有限,同时也会带来一定的功率损失。后喷和废气再循环进行耦合,在发动机主喷完成后进行喷油,能够有效的氧化控制soot,但是会引起一定程度NOx的升高,功率下降幅度相对预喷较大。废气再循环技术是降低NOx最高效的技术手段,但是会造成soot生成的增多。通过耦合一定程度的预喷和后喷,能够对soot和NOx的综合排放性能进行有效控制,并将对经济性的影响控制在一定范围内。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 陶一凯;邓康耀;王真;刘博;朱骏;豆佳永;;采用EGR技术降低低速机排放的三维仿真研究[J];柴油机;2015年03期
2 张磊;苏铁熊;冯云鹏;马富康;张艳岗;王子;;多次喷油策略下喷油间隔对双对置发动机性能和排放的数值分析[J];测试技术学报;2018年01期
3 张永志;刘波澜;左哲;崔涛;;对置二冲程柴油机喷油驱动模块开发[J];车用发动机;2014年03期
4 刘博;马天一;钱跃华;石磊;邓康耀;;基于试验拟合的低速二冲程柴油机放热率经验模型研究[J];柴油机;2019年06期
5 宋汝涛;二冲程柴油机的汽缸润滑[J];航海技术;2004年06期
6 周昌林;;二冲程柴油机及其发展[J];内燃机;1987年06期
7 郑玉衡;;石油危机后船用低速二冲程柴油机的进展和趋向[J];武汉水运工程学院学报;1987年04期
8 严信本;;美国 GM 公司二冲程柴油机的技术改进[J];柴油机;1987年03期
9 邢小兵;;日本低速二冲程柴油机10年来动态[J];柴油机;1987年04期
10 李岳春;;国外柴油机文献题录[J];柴油机;1987年04期
11 杨绳祖;周轶尘;;二冲程柴油机扭振简谐系数及相位值计算[J];武汉水运工程学院学报;1987年01期
12 邬静川;郭中朝;季国灵;顾宏中;;直接寻优法用于船用二冲程柴油机性能优化[J];船舶工程;1988年02期
13 孙念泽;;美国重负荷二冲程柴油机油CD-Ⅱ(PC-4)规格[J];石油炼制与化工;1988年12期
14 顾永麟;;机车用二冲程柴油机的发展[J];国外铁道机车与动车;1966年10期
15 武起立;林叶春;魏立队;刘冲;李精明;段树林;;船用二冲程柴油机十字头轴承润滑分析[J];润滑与密封;2016年12期
16 张俊军;吴朝晖;胡朝霞;周涌明;李大保;杨志村;Daniel Lee;;船用低速二冲程柴油机燃烧与排放数值模拟研究[J];柴油机;2012年02期
17 叶晓华;;船用二冲程柴油机振动分析[J];世界海运;2007年06期
18 周明华;陈宝凤;杨胜飞;;船用二冲程柴油机热工分析中Δp与ΔH的应用[J];上海海事大学学报;2006年02期
19 孙瑞波;二冲程柴油机典型故障分析[J];中国设备工程;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨金才;杨金榜;丁艳平;刘刚;辜庆伟;;发动机喷油噪声控制方法的研究[A];2011中国汽车工程学会年会论文集[C];2011年
2 崔国旭;杨青;倪成群;张幽彤;王博;;柴油机喷油系统喷油量自动测量试验研究[A];2010中国汽车工程学会年会论文集[C];2010年
3 张福祥;;防爆柴油机电控单体泵喷油加速率的特性研究[A];煤炭开采智能化、信息化新技术及应用2016年学术年会论文集[C];2016年
4 赵阳;韩本忠;孙琦;黎新懿;;压力波动对喷油量精确控制的影响研究[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年
5 赵阳;韩本忠;孙琦;黎新懿;;压力波动对喷油量精确控制的影响研究[A];面向未来的汽车与交通——2013中国汽车工程学会年会论文集精选[C];2013年
6 胡志远;林建军;谭丕强;楼狄明;;喷油参数对生物柴油发动机燃烧性能影响的试验研究[A];高等学校工程热物理第十九届全国学术会议论文集[C];2013年
7 张士长;;用排除法解决喷油报警[A];设备维修与改造技术论文集[C];2000年
8 张文宗;;柴油机喷油咀针阀体和高压奶粉喷头的气蚀磨损分析[A];摩擦学第四届全国学术交流会论文集(第三册)[C];1987年
9 李志峰;;智能喷油集中润滑在太钢尖山铁矿的应用[A];鲁冀晋琼粤川辽七省金属(冶金)学会第十九届矿山学术交流会论文集(机械电气卷)[C];2012年
10 阮周星;陈文军;叶春雷;沈武;周长银;;浅谈柴油机的喷油与燃烧[A];第九届全国内河船舶及航运技术学术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏立队;船用二冲程柴油机及推进轴系的振动建模与仿真研究[D];大连海事大学;2012年
2 李韬;进气道局部加热及喷油控制策略对发动机起动性能的影响研究[D];上海交通大学;2013年
3 陈林林;二冲程煤油发动机性能数值模拟与喷油控制研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 伏军;微粒捕集器喷油助燃再生过程热工参数建模及控制系统研究[D];湖南大学;2011年
5 郭树满;高压共轨柴油机燃油喷射控制系统的开发及喷油一致性的研究[D];天津大学;2012年
6 刘斌;物理、化学因素对清洁高效柴油燃烧过程影响的试验研究[D];天津大学;2008年
7 刘增勇;降低汽油机有害排放物NO_x的分层废气再循环的研究[D];天津大学;2004年
8 徐劲松;高压共轨柴油机的柔性控制策略研究[D];昆明理工大学;2014年
9 章振宇;对置活塞二冲程柴油机工作过程耦合仿真与试验研究[D];北京理工大学;2015年
10 白广来;船舶柴油机智能监测与智能诊断的研究[D];大连海事大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张恩兴;基于废气控制及喷射策略的低速船用二冲程柴油机排放控制策略[D];天津大学;2018年
2 朱明敏;喷油特性对某船用低速柴油机性能的影响研究[D];江苏科技大学;2015年
3 陶一凯;低速二冲程柴油机废气再循环仿真研究[D];上海交通大学;2015年
4 孙坤;6EX340低速二冲程柴油机废气再循环系统研究[D];上海交通大学;2017年
5 安世佳;船用低速二冲程柴油机性能仿真研究[D];天津大学;2018年
6 彭辉;船用低速二冲程废气再循环柴油机性能仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2017年
7 贾亢;低速二冲程船用柴油机高效清洁燃烧技术仿真研究[D];天津大学;2017年
8 李丹;船用低速二冲程柴油机机内净化数值模拟研究[D];大连理工大学;2015年
9 靳森嘉;喷油策略对柴油机燃烧影响的可视化研究[D];北京理工大学;2015年
10 刘春涛;喷油策略和活塞形状对直喷汽油机性能影响的数值研究[D];重庆大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 渝舟;瓦锡兰推出二冲程柴油机“智能” 燃烧监控系统[N];中国船舶报;2010年
2 记者 刘志良;中国船柴揭牌成立[N];中国船舶报;2017年
3 沈锡伦;适可而止[N];语言文字周报;2012年
4 记者 蔡永海;一汽启明汽车废气再循环技术国际领先[N];长春日报;2006年
5 本报记者 冯淑娟;废气再循环技术缘何受冷落[N];中国汽车报;2001年
6 北内集团总公司 翟绪茂 许小红;EGR(废气再循环)[N];中国汽车报;2000年
7 本报记者 张翼;香港新巴士应用废气再循环技术[N];机电商报;2007年
8 王梓函;废气再循环技术国三柴油发动机研制成功[N];中国工业报;2008年
9 中国工业报记者 肖相波 通讯员 张海铎 王亚林;“中国船柴” 兴船报国永立潮头[N];中国工业报;2017年
10 记者 刘成;“中国船柴”在青岛成立[N];经济日报;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978