性能与排放

甲醇燃料在耙吸挖泥船的应用前景及可行性分析

吴磊,黄吉

基于耙吸挖泥船的特点，结合相关法规对于甲醇燃料的应用要求，分析该船型应用甲醇燃料的应用前景和可行性。具体分析甲醇燃料的应用难点，包括甲醇储存舱布置、甲醇燃料准备间布置及甲醇日用舱布置、燃料管路设计、燃料舱的透气及惰化系统、燃料加注站布置等，并提出可行性方案。

2024,46(6):1-6[摘要][PDF  4045K](33)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.001

进气涡流对船用中速柴油机的性能影响

朱涛,朱娜,和晓锋

以某船用中速柴油机为研究对象，通过在气缸盖底面进气门座圈处增加不同的偏心倒角，获得不同进气涡流比和流量系数的组合。利用一维和三维仿真计算，研究不同组合对柴油机燃油消耗率、碳烟和NO_x排放的影响，并通过试验对比验证。计算和试验结果均表明涡流比对该柴油机高、低工况性能的影响截然不同。最终选取不同的涡流比和流量系数组合方案，分别应用到不同的细分市场，以满足不同的性能需求。

2024,46(6):7-13[摘要][PDF  3474K](38)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.002

非道路用柴油机热效率优化设计与开发

杜鑫

以某重型柴油机为研究对象，基于GT-POWER软件建立仿真模型，对燃烧系统和增压系统进行设计优化，并开展台架试验和实车验证试验，探索发动机经济油耗区间与挖机常用工况匹配的可行性。研究结果表明：在满足发动机本体许用设计边界前提下，采用合适的燃烧室方案，同时匹配较大涡端当量流量的增压器，可以实现低油耗区域与挖掘机应用主要工况区域吻合。经实车测试，优化后柴油机油耗改善2.8%，效率提升3%。

2024,46(6):14-20[摘要][PDF  3257K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.003

智能化与控制

包含多控制位置的船舶推进操控系统可靠性

蔡吉闽,周晓洁,陈德富,王鑫,舒瑛

以某控制1套轴桨及2套吊舱设备的船舶推进操控系统为研究对象，建立不同控制位置的控制面板可靠性框图，对推进操控系统可靠性进行分析。经分析得出：在最低限度有效的情况下，平均故障间隔时间为16 360 h；在全控制位置有效的情况下，平均故障间隔时间为11 140 h。通用控制面板、HMI设备、迷你手轮等的可靠度对系统可靠性的影响最大。

2024,46(6):21-27[摘要][PDF  1908K](20)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.004

结构与可靠性

基于AHP和HoR的船用动力装置可靠性重要度评价方法

任路平,戎志祥,郭丰泽,王燕萍,陈松

针对船用动力装置组成复杂、可靠性影响因素多、分析难度大的问题，提出一种考虑故障相关性的动力装置可靠性重要度评价方法。采用可靠性屋分析（house of reliability，HoR）方法对动力装置危害性进行分析，得到考虑故障相关性的动力装置各单元故障危害度。综合考虑多种因素对动力装置可靠性的影响程度，将HoR分析结果运用到层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）中，对影响动力装置的各单元进行可靠性重要度评价。结果显示柴油机和高弹性联轴器具有较高的重要度，该评价结果可用于指导动力装置的故障预防和维修保养方案制定等。

2024,46(6):28-34[摘要][PDF  1667K](22)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.005

基于高周疲劳分析的船用柴油机活塞结构优化设计

韩毅,赵立彬,景国玺,刘超

针对某船用柴油机活塞的温度场和热机耦合应力场进行分析，并基于高周疲劳分析理论评估其疲劳强度。仿真结果显示，危险部位位于内腔上侧圆角过渡处和活塞顶面中心区域，应力幅值过大是导致安全系数较低的原因。针对此问题，进行结构改进，包括活塞支撑筋位置调整、销孔顶部支撑结构厚度增加和内腔上侧圆角过渡处调整，同时调整泄油道结构以改善冷却效果。结果表明，将活塞支撑筋移至销座1/2处、增加销孔顶部支撑结构厚度及调整内腔顶面圆角过渡处，有效提升了活塞顶面承载能力，降低应力幅值，显著提升安全系数。改进后的活塞满足设计要求，为未来船用柴油机活塞结构设计提供了参考依据。

2024,46(6):35-41[摘要][PDF  2909K](16)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.006

基于柴油机性能改造的配气凸轮型线简易设计方法

黄晔晖,曹忠辉,赵世奇

在柴油机性能改造过程中，通过原机配气结构参数建立GT-Vtrain 配气机构模型。在模型中输入原机的凸轮型线，计算得到原机配气凸轮的最大正向加速度、最大负向加速度、最大加速度导数以及缓冲段最大速度，以此作为改型配气凸轮的动力学性能约束条件。根据柴油机性能改造要求的配气相位，计算得到改型凸轮型线数据。经输入配气机构模型验证，改型凸轮的缓冲段最大速度、最大正负加速度、最大加速度导数等参数均不超过原机，未出现反跳、接触应力过大、气门飞脱等现象，可确定改型凸轮型线满足设计要求。

2024,46(6):42-48[摘要][PDF  1315K](16)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.007

系统与附件

船舶天然气供给气化调压系统试验

胡兴雷,龚胜华,金圻烨,朱向利,冯泳程

搭建船舶天然气供气系统（fuel gas supply system，FGSS）样机，通过台架试验，探究FGSS在稳态及非稳态工况下的气化调压特性。试验结果表明：在稳态工况下，供气压力稳定性随着系统负荷的降低而变差，当负荷低于25%时，压力波动可达±4%，波动周期为10 s；供气温度在任意负荷下不呈现周期性波动，保持在25~35 ℃；系统供气压力和温度满足主流双燃料发动机的供气要求。在非稳态工况下，当负荷突增时，压力波动最大可达32%，弛豫时间为30 s；负荷突减时，压力波动最大为18.5%，弛豫时间为18 s。在兼顾经济性和系统紧凑性的前提下，可通过增大缓冲罐容积和提高调节阀背压来减小压力波动；供气温度对负荷突变响应弱，弛豫时间达到2 min以上。

2024,46(6):49-54[摘要][PDF  2015K](18)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.008

LNG燃料船冷能利用可行性研究

鲁建,余汉文,陆军

针对目前低温LNG冷能在船舶领域尚未得到重视和利用的现状，基于某型汽车滚装运输船进行冷能利用相关探索，介绍冷能利用的原理，分析相关设备参数并进行选型。结合成本分析和环保优势阐述冷能利用的必要性、经济性以及前瞻性。

2024,46(6):55-59[摘要][PDF  1328K](15)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.009

减振与降噪

声流式消声器声学性能研究

王笃勇,陆传荣,徐贝贝,朱晓健

针对高频失效引起的片式消声器高频声学性能下降问题，基于声学有限元仿真软件，建立片式消声器和不同结构的声流式消声器传递损失计算模型。对比分析平直型消声片和流线型消声片的声学性能，并进一步研究流线型消声片的弯曲半径、厚度、间距、长度等因素对声流式消声器声学性能的影响。结果表明，流线型消声片可有效提高声流式消声器的高频传递损失。

2024,46(6):60-63[摘要][PDF  1363K](15)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.010

性能与排放

甲醇燃料在耙吸挖泥船的应用前景及可行性分析

吴磊,黄吉

基于耙吸挖泥船的特点，结合相关法规对于甲醇燃料的应用要求，分析该船型应用甲醇燃料的应用前景和可行性。具体分析甲醇燃料的应用难点，包括甲醇储存舱布置、甲醇燃料准备间布置及甲醇日用舱布置、燃料管路设计、燃料舱的透气及惰化系统、燃料加注站布置等，并提出可行性方案。

2024,46(6):1-6[摘要][PDF  4045K](33)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.001

进气涡流对船用中速柴油机的性能影响

朱涛,朱娜,和晓锋

以某船用中速柴油机为研究对象，通过在气缸盖底面进气门座圈处增加不同的偏心倒角，获得不同进气涡流比和流量系数的组合。利用一维和三维仿真计算，研究不同组合对柴油机燃油消耗率、碳烟和NO_x排放的影响，并通过试验对比验证。计算和试验结果均表明涡流比对该柴油机高、低工况性能的影响截然不同。最终选取不同的涡流比和流量系数组合方案，分别应用到不同的细分市场，以满足不同的性能需求。

2024,46(6):7-13[摘要][PDF  3474K](38)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.002

非道路用柴油机热效率优化设计与开发

杜鑫

以某重型柴油机为研究对象，基于GT-POWER软件建立仿真模型，对燃烧系统和增压系统进行设计优化，并开展台架试验和实车验证试验，探索发动机经济油耗区间与挖机常用工况匹配的可行性。研究结果表明：在满足发动机本体许用设计边界前提下，采用合适的燃烧室方案，同时匹配较大涡端当量流量的增压器，可以实现低油耗区域与挖掘机应用主要工况区域吻合。经实车测试，优化后柴油机油耗改善2.8%，效率提升3%。

2024,46(6):14-20[摘要][PDF  3257K](19)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.003

智能化与控制

包含多控制位置的船舶推进操控系统可靠性

蔡吉闽,周晓洁,陈德富,王鑫,舒瑛

以某控制1套轴桨及2套吊舱设备的船舶推进操控系统为研究对象，建立不同控制位置的控制面板可靠性框图，对推进操控系统可靠性进行分析。经分析得出：在最低限度有效的情况下，平均故障间隔时间为16 360 h；在全控制位置有效的情况下，平均故障间隔时间为11 140 h。通用控制面板、HMI设备、迷你手轮等的可靠度对系统可靠性的影响最大。

2024,46(6):21-27[摘要][PDF  1908K](20)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.004

结构与可靠性

基于AHP和HoR的船用动力装置可靠性重要度评价方法

任路平,戎志祥,郭丰泽,王燕萍,陈松

针对船用动力装置组成复杂、可靠性影响因素多、分析难度大的问题，提出一种考虑故障相关性的动力装置可靠性重要度评价方法。采用可靠性屋分析（house of reliability，HoR）方法对动力装置危害性进行分析，得到考虑故障相关性的动力装置各单元故障危害度。综合考虑多种因素对动力装置可靠性的影响程度，将HoR分析结果运用到层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）中，对影响动力装置的各单元进行可靠性重要度评价。结果显示柴油机和高弹性联轴器具有较高的重要度，该评价结果可用于指导动力装置的故障预防和维修保养方案制定等。

2024,46(6):28-34[摘要][PDF  1667K](22)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.005

基于高周疲劳分析的船用柴油机活塞结构优化设计

韩毅,赵立彬,景国玺,刘超

针对某船用柴油机活塞的温度场和热机耦合应力场进行分析，并基于高周疲劳分析理论评估其疲劳强度。仿真结果显示，危险部位位于内腔上侧圆角过渡处和活塞顶面中心区域，应力幅值过大是导致安全系数较低的原因。针对此问题，进行结构改进，包括活塞支撑筋位置调整、销孔顶部支撑结构厚度增加和内腔上侧圆角过渡处调整，同时调整泄油道结构以改善冷却效果。结果表明，将活塞支撑筋移至销座1/2处、增加销孔顶部支撑结构厚度及调整内腔顶面圆角过渡处，有效提升了活塞顶面承载能力，降低应力幅值，显著提升安全系数。改进后的活塞满足设计要求，为未来船用柴油机活塞结构设计提供了参考依据。

2024,46(6):35-41[摘要][PDF  2909K](16)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.006

基于柴油机性能改造的配气凸轮型线简易设计方法

黄晔晖,曹忠辉,赵世奇

在柴油机性能改造过程中，通过原机配气结构参数建立GT-Vtrain 配气机构模型。在模型中输入原机的凸轮型线，计算得到原机配气凸轮的最大正向加速度、最大负向加速度、最大加速度导数以及缓冲段最大速度，以此作为改型配气凸轮的动力学性能约束条件。根据柴油机性能改造要求的配气相位，计算得到改型凸轮型线数据。经输入配气机构模型验证，改型凸轮的缓冲段最大速度、最大正负加速度、最大加速度导数等参数均不超过原机，未出现反跳、接触应力过大、气门飞脱等现象，可确定改型凸轮型线满足设计要求。

2024,46(6):42-48[摘要][PDF  1315K](16)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.007

系统与附件

船舶天然气供给气化调压系统试验

胡兴雷,龚胜华,金圻烨,朱向利,冯泳程

搭建船舶天然气供气系统（fuel gas supply system，FGSS）样机，通过台架试验，探究FGSS在稳态及非稳态工况下的气化调压特性。试验结果表明：在稳态工况下，供气压力稳定性随着系统负荷的降低而变差，当负荷低于25%时，压力波动可达±4%，波动周期为10 s；供气温度在任意负荷下不呈现周期性波动，保持在25~35 ℃；系统供气压力和温度满足主流双燃料发动机的供气要求。在非稳态工况下，当负荷突增时，压力波动最大可达32%，弛豫时间为30 s；负荷突减时，压力波动最大为18.5%，弛豫时间为18 s。在兼顾经济性和系统紧凑性的前提下，可通过增大缓冲罐容积和提高调节阀背压来减小压力波动；供气温度对负荷突变响应弱，弛豫时间达到2 min以上。

2024,46(6):49-54[摘要][PDF  2015K](18)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.008

LNG燃料船冷能利用可行性研究

鲁建,余汉文,陆军

针对目前低温LNG冷能在船舶领域尚未得到重视和利用的现状，基于某型汽车滚装运输船进行冷能利用相关探索，介绍冷能利用的原理，分析相关设备参数并进行选型。结合成本分析和环保优势阐述冷能利用的必要性、经济性以及前瞻性。

2024,46(6):55-59[摘要][PDF  1328K](15)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.009

减振与降噪

声流式消声器声学性能研究

王笃勇,陆传荣,徐贝贝,朱晓健

针对高频失效引起的片式消声器高频声学性能下降问题，基于声学有限元仿真软件，建立片式消声器和不同结构的声流式消声器传递损失计算模型。对比分析平直型消声片和流线型消声片的声学性能，并进一步研究流线型消声片的弯曲半径、厚度、间距、长度等因素对声流式消声器声学性能的影响。结果表明，流线型消声片可有效提高声流式消声器的高频传递损失。

2024,46(6):60-63[摘要][PDF  1363K](15)

10.12374/j.issn.1001-4357.2024.06.010