涡轮增压柴油机在潜艇的应用

本文概述了常规动力潜艇及其柴油机动力装置发展的现状,指出采用四冲程涡轮增压柴油机作为潜艇主机,对提高常规潜艇的战技术性能,具有重大的现实意义,已成为国外常规潜艇柴油机动力装置发展的主要趋势。并分析了常规潜艇采用涡轮增压柴油机给全艇总体性能带来的好处。文章介绍了根据潜艇工况对柴油机的各种要求所进行的广泛的试验研究,用大量试验数据说明涡轮增压柴油机用作潜艇主机是可行的。     

机械增压与涡轮增压柴油机在潜艇通气管工况下配合特性的分析

本文主要论述涡轮增压柴油机与机械增压柴油机,在高背压、高真空度条件下配合特性的异同点,以及解决涡轮增压柴油机在上述工况下稳定工作时的一些措施。并对波动背压给涡轮增压柴油机带来的影响进行了分析,认为只要采取相应的措施,将大大减小波动背压对柴油机稳定工作的影响。     

一种计算涡轮增压柴油机高原性能的方法

提出了一种计算涡轮增压柴油机高原性能的方法.这种方法不涉及复杂的数值模拟计算,可以在较宽广的环境压力和环境温度范围预测涡轮增压柴油机的性能,具有较高的计算精度.对两台车用涡轮增压柴油机进行了实例计算,并与试验结果进行了对比.分析了海拔高度变化和温度变化引起的涡轮增压器和发动机性能的变化趋势.     

特征线理论在潜艇涡轮增压柴油机性能研究中的应用

本文将特征线法应用于潜艇废气涡轮增压柴油机性能的研究。探讨了通气管工况环境条件对压气机、柴油机、涡轮性能参数的影响,研究柴油机、增压系统结构参数对改善废气涡轮增压柴油机水下工况适应性的作用。在对 PA6—280机的多方案计算研究的基础上,提出一个通气管工况下较合理的废气涡轮增压方案。本文计算的功率下降值与模拟试验结果一致。     

一种废气涡轮增压柴油机的动态仿真模型

针对采用RQV调速器、进气中冷器以及MPC排气系统的废气涡轮增压柴油机进行研究,提出了其动态工作的仿真模型.利用所提出的模型编程计算了柴油机油门突增和负荷突减2种典型工况下调速器齿条位移、柴油机转速、有效扭矩和有效比油耗的瞬时变化.结果表明该废气涡轮增压柴油机动态仿真模型可用来详细研究该类柴油机的动态工作过程,能够为研究、设计及改进柴油机性能提供一种新的途径.     

四冲程废气涡轮增压柴油机在潜艇通气管工况下的试验研究

当前在柴-电常规动力潜艇上仍然采用机械增压四冲程柴油机或二冲程柴油机与电动发电机组成动力装置。这样由于柴油机的功率指标的提高受到很大限制,耗油率很大,从而使潜艇动力装置的性能停留在较低的水平上。随着潜艇水下机动性能要求的不断提高,同时为了缩短通气管航行状态下的充电时间以提高潜艇的隐蔽性,世界各国都正在努力探索提高柴油机在高背压工况下的功率容量。在水面工况正常背压下,采用废气涡轮增压可使柴油机的功率成倍地增长,因此在     

四冲程涡轮增压柴油机波动背压特性的试验研究

四冲程涡轮增压柴油机能否应用于潜艇,其中关键问题之一,就是纯涡轮增压柴油机在四、五级海情的波动背压工况下,能否稳定可靠地工作。本文根据实验室模拟试验及海上实艇试验结果认为:涡轮增压柴油机对排气背压的波动是十分敏感的,但通过调整柴油机及涡轮增压器的某些结构、性能参数,可以实现柴油机在水下工况的稳定工作。文章还对改善柴油机的波动背压特性,作了初步的探讨。     

涡轮增压柴油机在特殊工况下运转性能的研究通过鉴定

涡轮增压柴油机具有比功率大、比油耗低等特点,被广泛用于舰艇柴油机动力。但是,它的运行性能对工况变化的响应特性较差,对环境条件的变化比较敏感,由此,对涡轮柴油机的运行工况特别是特殊工况的研究,对其运转性能的预测具有十分重要的现实意义。由我院进行的涡轮增压柴油机在特殊工况下运转性能的研究,开展了大量的调研工作,     

基于电动增压器的大功率柴油机高原功率恢复研究

高原环境对柴油机的工作性能影响较大,探索在高原环境下柴油机功率的恢复,对车辆在高原地区正常运行具有重要的意义．基于GT-POWER建立某型大功率柴油机整机数值仿真模型,并验证该模型的准确性;确定二级顺序增压系统方案,建立二级顺序增压系统数值仿真模型,通过增加电动增压器实现二级顺序增压的方法恢复柴油机高原使用功率．     

内燃机缸盖预紧方法的探讨

为提高柴油机的功率和经济性,柴油机的平均有效压力和增压比日益提高,对缸盖密封性的要求也越来越高。柴油机缸盖的漏气问题一直是困扰柴油机正常工作的一个重要问题,按照密封的规律,最好在缸盖设计中使密封圈的承压均匀,但由于缸盖结构复杂,很难做到使其刚度均布,在缸盖螺栓均匀预紧的情况下,密封圈的承压是不均的,这样在最高燃烧压力作用下就有可能在初始压紧较小的部位产生漏泄。文中对此进行了理论分析计算和试验测试,提出了新的缸盖装配工艺,使缸盖的密封状态明显改进,柴油机工作能力得到了明显提高。     

基于GT-Power的柴油机环境适应性研究

分析了大气温度和压力变化对柴油机性能的影响;采用GT-Power软件对柴油机缸内工作过程进行模拟计算,并通过柴油机台架试验对仿真模型进行校核;经计算得到：随着大气温度的升高,缸内最高爆发压力和柴油机功率降低,燃油消耗率升高;随着大气压力的升高,缸内最高爆发压力和功率增大,燃油消耗率降低。研究结果可为研究柴油机对复杂环境的适应性提供参考依据。     

改善热带海域船用主机热负荷的研究

本文以8NVD48A—2u柴油机为例,针对船用发动机在热带海域热负荷过高问题进行了研究,并提出了改进方案。通过实船改装和调试,降低了柴油机的排温,改善了燃烧,收到好的效果。     

过氧化氢改善柴油机燃烧的试验研究

提出采用过氧化氢组液参与柴油机的燃烧,改善柴油机燃烧过程,同时降低油耗与排放的新方法。分析了过氧化氢对柴油机燃烧过程的影响机理,从实用角度设计并开发了一种过氧化氢组液供给系统,并在135柴油机单缸机上试验研究过氧化氢组液消耗量对比油耗、烟度、排温及NOx的影响。     

Matlab／Simulink（环境下柴油机单、双Vibe燃烧放热规律建模与仿真

在Matlab/Simulink环境下建立了柴油机单、双Vibe燃烧放热规律模型,实现了模型模块化,并进行了仿真.结果论证了在Matlab/Simulink环境下,进行柴油机工作过程仿真研究的有效性,以及仿真研究中模块化设计的可行性.     

柴油机动态特性的研究方法

分析了柴油机动态特性与稳态特性的不同,系统总结了柴油机动态特性的研究方法,主要有试验研究和模拟计算两种。按照研究目的的不同,对各种动态特性模型的优缺点和适用范围进行了总结,认为:基于稳态试验数据的动态特性模型主要用于整车性能仿真,基于模拟计算的非线性模型主要用于控制分析、参数优化和匹配。     

不同黏度等级润滑油在柴油发动机上的对比试验

为解决润滑油出现的高温性能差等问题,考察5W/40和15W/40两个黏度等级重负荷动力传动通用润滑油在柴油发动机上的实际使用性能。在BF6M1015CP柴油发动机和柴油车辆上分别进行1 000 h发动机台架可靠性试验和高原实际道路行车试验,利用红外光谱等仪器对定期抽取的油样进行理化性能指标测试。结果表明：两个黏度等级的重负荷动力传动通用润滑油各项理化指标变化较小,均能满足高原地区大功率、重负荷柴油发动机的用油要求。使用两个黏度等级润滑油的发动机在功率和扭矩方面大小相当,使用5W/40重负荷动力传动通用润滑油的发动机在高转速区（转速高于1 600 r/min）油耗率低,在低转速区（转速低于1 600 r/min）油耗率较高;但在抗氧抗腐性、高温清净性和抗磨性等方面,15W/40重负荷动力传动通用润滑油的表现略优一些。     

高功率密度柴油机智能化冷却系统控制策略

简要分析了未来坦克装甲车辆柴油机智能化控制冷却系统的必要性和可行性,提出了智能化冷却系统设计方案,阐述了其组成及工作原理,重点对智能化冷却系统控制策略进行了研究。针对某型柴油机,通过对其散热需求分析,提出了基于发动机工况的开环控制策略,同时,结合以发动机出口冷却水温度为控制目标提出了基于PID算法的闭环反馈控制策略。应用该策略可保证发动机在不同的环境和工况下冷却强度适宜,降低冷却系统的功耗。     

基于神经网络的柴油机技术状态主元信息提取方法

在柴油机技术状态监测时,表征其技术状态的特征参数有很多,合理提取状态主元信息是一项关键的任务。分析研究了人工神经网络的信息提取原理和方法。以某型坦克柴油机为例,通过柴油机性能检测试验测取了能够反映柴油机技术状态变化的典型特征,建立了O ja神经网络信息提取模型,提取了柴油机技术状态的主元信息。分析结果表明:提取的主元信息能够反映柴油机技术状态随柴油机使用时间的变化趋势。该方法为坦克柴油机的技术状态监测与故障诊断提供了有效手段。     

柴油机健康状况评估及其方法

提出了柴油机健康状况评估的思想,通过大量实车试验,计算并分析了关联维数与柴油机健康状况的对应关系,结合摩托小时数给出了柴油机健康状况的定量表述参数——健康度。最后,验证了健康度与振动烈度、加速时间、减速时间以及燃油消耗等特征量反映的健康状况是一致的,这表明,利用健康度评估柴油机的健康状况是可行的。     

发动机配气机构振动信号时域分析

对康明斯6BT5.9型柴油发动机配气机构产生的振动信号进行了时域分析,采用振动加速度峰峰值作为判定发动机配气机构技术状态的特征量,并采用多通道信息融合技术实现配气机构的故障诊断。