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    2022年 第44卷 第1期
    刊出日期:2022-01-28
  • 专栏
  • 混合动力船舶超级电容制动能量回馈装置
    陈德富,孟嗣斐,李威,许力文
    针对混合动力船舶采用制动电阻吸收制动能量不可避免造成能量浪费的问题,借鉴直流推进系统,采用超级电容储能装置作为能量回馈装置,研究混合动力船舶在典型工况下的制动过程,并对超级电容在制动过程中的控制方法、控制效果进行分析。结果表明:与制动电阻相比,超级电容制动能量回馈装置不仅能够提升直流母线电压的稳定性,还能有效吸收和储存在螺旋桨制动及减速过程中产生的制动能量,提升船舶能效。
    2022,44(1):1-5[摘要][PDF  2617K](73)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.001

  • 基于Simulink在不同排气背压下VGT增压系统控制策略
    邓瑞,宋大为,周臻,陆鹏,李良乾
    为了改善柴油机在高背压环境条件下进排气流速降低、涡前排温、缸内最高燃烧压力和油耗升高等问题,采用Simulink软件,基于柴油机数学模型建立某型号柴油机零维仿真模型和可变截面涡轮(variable geometry turbine,VGT)增压系统仿真模型,并根据试验结果对模型进行校核。利用所建立的仿真模型模拟在不同排气背压工况下的试验条件,匹配出最佳VGT喉口开度。以排气背压、增压压力为控制目标,利用比例、积分、微分(proportional-integral-derivative,PID)闭环控制方法设计VGT增压系统控制策略。仿真试验结果表明,所设计的控制策略能够满足在不同排气背压工况下VGT增压系统的自动调节,瞬态响应时间及超调量满足使用需求,可用于船用柴油机VGT增压控制系统。
    2022,44(1):6-9[摘要][PDF  1300K](70)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.002

  • LNG运输船气体管理系统设计
    刘禹霆,李红波,王倩倩,王瑾
    对液化天然气(liquefied natural gas,LNG)运输船气体管理系统开展设计研究。分析表明:在不同船舶工况下,气体管理系统可通过透气桅放气、气体燃烧单元(gas combustion unit,GCU)燃烧、再液化、喷淋、再气化等方式将LNG运输船货舱舱压控制在安全范围内;能够在货舱蒸发气(boil off gas,BOG)量充足或者不足的情况下对主机/发电机组进行燃气供给。在船舶实际运行过程中协调采用多种气体处理模式可保障LNG运输船安全稳定运行。
    2022,44(1):10-13[摘要][PDF  3180K](87)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.003

  • 性能与排放
  • 某高压共轨柴油发电机组高海拔地区应用分析
    王衍超,曾权,王磊,李明晓,胡志峰,姜志超,赵斌,王洪亮
    针对某高压共轨柴油发电机组在2 800 m海拔地区应用出现启动困难、升速冒白烟、额定转速空载油耗高等问题开展分析。通过重新标定喷油时刻和轨压,柴油机的运行参数得以优化,前述故障问题得到解决。
    2022,44(1):54-57[摘要][PDF  2967K](51)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.004

  • 结构与可靠性
  • 某低速柴油机贯穿螺栓动态疲劳分析
    王奎,董晶瑾,屠丹红
    针对某新型船舶低速柴油机贯穿螺栓开展设计和校核工作。根据柴油机的性能参数和气缸部件尺寸等完成贯穿螺栓的初始设计,分别通过静强度校核和动态疲劳分析评估贯穿螺栓静强度应力和动态疲劳强度,校核贯穿螺栓设计的安全裕度,为低速机贯穿螺栓的设计提供依据。
    2022,44(1):18-23[摘要][PDF  6244K](55)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.005

  • 低速柴油机气缸套和活塞环运行与维护
    马帅,彭卓荣,吴春华
    针对某轮低速柴油机出现的气缸套/活塞环异常磨损故障,结合气缸套结构特点、运行要求等对故障原因进行排查分析。结果表明:此次缸套/活塞环异常磨损的主要原因为该轮使用了碱值严重不达标的劣质气缸润滑油;次要原因是空冷器的冷凝水泄放不畅。在此基础上提出低速柴油机各阶段运行维护注意事项。
    2022,44(1):24-29[摘要][PDF  13078K](51)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.006

  • 某型水冷V型八缸柴油机异常停机问题分析
    李全帅,耿文耀,张伟民,陈正虎,邓雅冲,王兆洋
    某装配了TCD2015柴油机的车辆在行驶时出现异常停机故障,针对此故障进行排查分析,结果表明:低速时机油压力设计限值偏高是造成此次故障的直接原因。对此给出有针对性的改进措施,经试验验证,改进措施有效。
    2022,44(1):30-33[摘要][PDF  1802K](60)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.007

  • 某副机滑油温度高故障分析
    王子华
    针对某轮2号副机在高负荷运行时滑油温度较高故障,对相关原因进行筛查。在排除滑油温度控制阀和空冷器冷却水旁通阀本身问题的基础上,预判故障点在滑油冷却器上。对滑油冷却器的拆检证实其淡水进口被异物堵塞。清除淡水进口异物后,开机测试表明滑油温度正常,故障解决。
    2022,44(1):34-36[摘要][PDF  7506K](86)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.008

  • 系统与附件
  • 某船柴-柴联合动力装置主推进系统集成设计
    周庆波,邱爱华,刘张超,胡军
    按照某船的柴-柴联合动力装置(combined diesel and diesel,CODAD)主推进系统集成项目总体要求开展主推进系统集成设计。针对主推进系统非直线传动、破舱水密和并车控制要求,采用液力耦合器配合单调速器并车控制方案,相较于常见的液压多片式摩擦离合器配合主从调速器并车控制方案,具有并车解列过程平稳、可靠、双机负荷分配均匀等优点。所设计的主推进系统实际应用情况良好。
    2022,44(1):37-40[摘要][PDF  2675K](56)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.009

  • 船用柴油机选择性催化还原系统设计及试验验证
    丁乐中,沈建华,王志刚,靖海国
    结合船用中速柴油机开展选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统的设计和性能试验验证,着重关注还原剂均匀分布、排气均匀度、系统稳定可靠控制及催化剂布置等方面,形成适用于船用环境的SCR系统设计方案。基于6L21/31中速柴油机D2以及E3循环工况开展SCR系统配机试验,结果表明:SCR系统各项指标均达到设计要求;NOx减排量和NH3逃逸量均满足Tier Ⅲ法规要求;加装SCR系统对柴油机经济性影响较小,可满足柴油机正常运行需求。
    2022,44(1):41-46[摘要][PDF  8533K](39)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.010

  • 某30.8 m拖网渔船船机桨匹配
    于洪涛,陈有兵,靳良真,武玉臣
    为解决在拖网渔船使用过程中主机的匹配合理性问题,以某30.8 m拖网渔船为研究对象,采用计算软件及图谱法对船舶阻力、船机桨匹配情况进行理论计算并与实船测试数据做对比分析,从经济性和可靠性角度给出匹配建议和主机优化方向。
    2022,44(1):47-51[摘要][PDF  3514K](48)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.011

  • 减振与降噪
  • 基于试验的燃烧噪声传递函数求解及噪声预测
    王维,黄立,郑亮,韩丹,毛金龙,张文正
    在不同运行工况下对D19TCI电控共轨柴油机进行噪声试验,采用时间同步和最小二乘法拟合的方法对缸压和噪声信号进行预处理,去除干扰信号和趋势性信号的影响。基于柴油机倒拖和不同喷油策略的噪声试验数据得到柴油机燃烧噪声及燃烧噪声传递函数。试验结果表明:在同一台柴油机上,缸内压力与各个方向表面辐射燃烧噪声之间存在一定的传递关系;采用多元回归分析方法计算得到的传递函数预测燃烧噪声具有较好的准确性。
    2022,44(1):52-56[摘要][PDF  5433K](44)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.012

  • 1 100 kW柴油发电机组电控空气悬架系统设计
    王帅,朱连海,李琼玥,张苗,陈剑,程用超
    针对小水线面双体科考船1 100 kW已有的柴油发电机组气囊隔振系统仅对气囊充气进行控制,可能造成隔振装置姿态偏移过大、损坏橡胶接管及金属波纹管等设备的问题,根据气囊充放气控制原理,设计一套电控空气悬架系统,依据隔振装置姿态自动对气囊进行充放气。试验验证表明,所设计的电控空气悬架系统成功实现了对气囊的自动充放气控制,能够保证隔振装置姿态偏移保持在±1 mm以内。
    2022,44(1):57-60[摘要][PDF  4507K](45)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.013

  • 专栏
  • 混合动力船舶超级电容制动能量回馈装置
    陈德富,孟嗣斐,李威,许力文
    针对混合动力船舶采用制动电阻吸收制动能量不可避免造成能量浪费的问题,借鉴直流推进系统,采用超级电容储能装置作为能量回馈装置,研究混合动力船舶在典型工况下的制动过程,并对超级电容在制动过程中的控制方法、控制效果进行分析。结果表明:与制动电阻相比,超级电容制动能量回馈装置不仅能够提升直流母线电压的稳定性,还能有效吸收和储存在螺旋桨制动及减速过程中产生的制动能量,提升船舶能效。
    2022,44(1):1-5[摘要][PDF  2617K](73)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.001

  • 基于Simulink在不同排气背压下VGT增压系统控制策略
    邓瑞,宋大为,周臻,陆鹏,李良乾
    为了改善柴油机在高背压环境条件下进排气流速降低、涡前排温、缸内最高燃烧压力和油耗升高等问题,采用Simulink软件,基于柴油机数学模型建立某型号柴油机零维仿真模型和可变截面涡轮(variable geometry turbine,VGT)增压系统仿真模型,并根据试验结果对模型进行校核。利用所建立的仿真模型模拟在不同排气背压工况下的试验条件,匹配出最佳VGT喉口开度。以排气背压、增压压力为控制目标,利用比例、积分、微分(proportional-integral-derivative,PID)闭环控制方法设计VGT增压系统控制策略。仿真试验结果表明,所设计的控制策略能够满足在不同排气背压工况下VGT增压系统的自动调节,瞬态响应时间及超调量满足使用需求,可用于船用柴油机VGT增压控制系统。
    2022,44(1):6-9[摘要][PDF  1300K](70)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.002

  • LNG运输船气体管理系统设计
    刘禹霆,李红波,王倩倩,王瑾
    对液化天然气(liquefied natural gas,LNG)运输船气体管理系统开展设计研究。分析表明:在不同船舶工况下,气体管理系统可通过透气桅放气、气体燃烧单元(gas combustion unit,GCU)燃烧、再液化、喷淋、再气化等方式将LNG运输船货舱舱压控制在安全范围内;能够在货舱蒸发气(boil off gas,BOG)量充足或者不足的情况下对主机/发电机组进行燃气供给。在船舶实际运行过程中协调采用多种气体处理模式可保障LNG运输船安全稳定运行。
    2022,44(1):10-13[摘要][PDF  3180K](87)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.003

  • 性能与排放
  • 某高压共轨柴油发电机组高海拔地区应用分析
    王衍超,曾权,王磊,李明晓,胡志峰,姜志超,赵斌,王洪亮
    针对某高压共轨柴油发电机组在2 800 m海拔地区应用出现启动困难、升速冒白烟、额定转速空载油耗高等问题开展分析。通过重新标定喷油时刻和轨压,柴油机的运行参数得以优化,前述故障问题得到解决。
    2022,44(1):54-57[摘要][PDF  2967K](51)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.004

  • 结构与可靠性
  • 某低速柴油机贯穿螺栓动态疲劳分析
    王奎,董晶瑾,屠丹红
    针对某新型船舶低速柴油机贯穿螺栓开展设计和校核工作。根据柴油机的性能参数和气缸部件尺寸等完成贯穿螺栓的初始设计,分别通过静强度校核和动态疲劳分析评估贯穿螺栓静强度应力和动态疲劳强度,校核贯穿螺栓设计的安全裕度,为低速机贯穿螺栓的设计提供依据。
    2022,44(1):18-23[摘要][PDF  6244K](55)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.005

  • 低速柴油机气缸套和活塞环运行与维护
    马帅,彭卓荣,吴春华
    针对某轮低速柴油机出现的气缸套/活塞环异常磨损故障,结合气缸套结构特点、运行要求等对故障原因进行排查分析。结果表明:此次缸套/活塞环异常磨损的主要原因为该轮使用了碱值严重不达标的劣质气缸润滑油;次要原因是空冷器的冷凝水泄放不畅。在此基础上提出低速柴油机各阶段运行维护注意事项。
    2022,44(1):24-29[摘要][PDF  13078K](51)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.006

  • 某型水冷V型八缸柴油机异常停机问题分析
    李全帅,耿文耀,张伟民,陈正虎,邓雅冲,王兆洋
    某装配了TCD2015柴油机的车辆在行驶时出现异常停机故障,针对此故障进行排查分析,结果表明:低速时机油压力设计限值偏高是造成此次故障的直接原因。对此给出有针对性的改进措施,经试验验证,改进措施有效。
    2022,44(1):30-33[摘要][PDF  1802K](60)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.007

  • 某副机滑油温度高故障分析
    王子华
    针对某轮2号副机在高负荷运行时滑油温度较高故障,对相关原因进行筛查。在排除滑油温度控制阀和空冷器冷却水旁通阀本身问题的基础上,预判故障点在滑油冷却器上。对滑油冷却器的拆检证实其淡水进口被异物堵塞。清除淡水进口异物后,开机测试表明滑油温度正常,故障解决。
    2022,44(1):34-36[摘要][PDF  7506K](86)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.008

  • 系统与附件
  • 某船柴-柴联合动力装置主推进系统集成设计
    周庆波,邱爱华,刘张超,胡军
    按照某船的柴-柴联合动力装置(combined diesel and diesel,CODAD)主推进系统集成项目总体要求开展主推进系统集成设计。针对主推进系统非直线传动、破舱水密和并车控制要求,采用液力耦合器配合单调速器并车控制方案,相较于常见的液压多片式摩擦离合器配合主从调速器并车控制方案,具有并车解列过程平稳、可靠、双机负荷分配均匀等优点。所设计的主推进系统实际应用情况良好。
    2022,44(1):37-40[摘要][PDF  2675K](56)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.009

  • 船用柴油机选择性催化还原系统设计及试验验证
    丁乐中,沈建华,王志刚,靖海国
    结合船用中速柴油机开展选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统的设计和性能试验验证,着重关注还原剂均匀分布、排气均匀度、系统稳定可靠控制及催化剂布置等方面,形成适用于船用环境的SCR系统设计方案。基于6L21/31中速柴油机D2以及E3循环工况开展SCR系统配机试验,结果表明:SCR系统各项指标均达到设计要求;NOx减排量和NH3逃逸量均满足Tier Ⅲ法规要求;加装SCR系统对柴油机经济性影响较小,可满足柴油机正常运行需求。
    2022,44(1):41-46[摘要][PDF  8533K](39)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.010

  • 某30.8 m拖网渔船船机桨匹配
    于洪涛,陈有兵,靳良真,武玉臣
    为解决在拖网渔船使用过程中主机的匹配合理性问题,以某30.8 m拖网渔船为研究对象,采用计算软件及图谱法对船舶阻力、船机桨匹配情况进行理论计算并与实船测试数据做对比分析,从经济性和可靠性角度给出匹配建议和主机优化方向。
    2022,44(1):47-51[摘要][PDF  3514K](48)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.011

  • 减振与降噪
  • 基于试验的燃烧噪声传递函数求解及噪声预测
    王维,黄立,郑亮,韩丹,毛金龙,张文正
    在不同运行工况下对D19TCI电控共轨柴油机进行噪声试验,采用时间同步和最小二乘法拟合的方法对缸压和噪声信号进行预处理,去除干扰信号和趋势性信号的影响。基于柴油机倒拖和不同喷油策略的噪声试验数据得到柴油机燃烧噪声及燃烧噪声传递函数。试验结果表明:在同一台柴油机上,缸内压力与各个方向表面辐射燃烧噪声之间存在一定的传递关系;采用多元回归分析方法计算得到的传递函数预测燃烧噪声具有较好的准确性。
    2022,44(1):52-56[摘要][PDF  5433K](44)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.012

  • 1 100 kW柴油发电机组电控空气悬架系统设计
    王帅,朱连海,李琼玥,张苗,陈剑,程用超
    针对小水线面双体科考船1 100 kW已有的柴油发电机组气囊隔振系统仅对气囊充气进行控制,可能造成隔振装置姿态偏移过大、损坏橡胶接管及金属波纹管等设备的问题,根据气囊充放气控制原理,设计一套电控空气悬架系统,依据隔振装置姿态自动对气囊进行充放气。试验验证表明,所设计的电控空气悬架系统成功实现了对气囊的自动充放气控制,能够保证隔振装置姿态偏移保持在±1 mm以内。
    2022,44(1):57-60[摘要][PDF  4507K](45)
    10.12374/j.issn.1001-4357.2022.01.013

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