船舶柴油机进排气系统关键部件状态评估研究

发布时间：2017-10-26 14:14

  本文关键词：船舶柴油机进排气系统关键部件状态评估研究

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【摘要】：船舶智能化已经成为当今船舶制造与航运领域发展的必然趋势,动力装置是船舶的心脏,维持其良好可靠运行格外重要。本文以动力装置的核心设备柴油机为研究对象,重点针对柴油机进排气系统的关键设备进行研究,通过建立柴油机及系统模型,获取设备状态相关数据,运用D-S证据理论对状态数据进行分析,实现对进排气系统关键部件的状态评估。首先,研究了柴油机进排气系统组成,工作原理以及各部件产生故障原因和危害;利用AVL BOOST软件建立MAN BW 5S60MC-C船用二冲程柴油机仿真模型,通过台架试验数据对仿真模型进行验证,误差在5%以内,可以进行数据获取。其次,利用所建立的柴油机模型,实现对进排气系统关键设备的状态进行模拟,输出相关设备的状态参数。文中重点研究了柴油机进排气系统中的空冷器冷却效率下降,增压器压气机端效率降低,排气阀定时异常等三种故障模式在不同负荷时的运行状态,研究其对柴油机性能的影响,得到不同状态对应的特征数据。最后,利用D-S证据理论建立柴油机进排气系统关键部件的状态评估模型,根据所获取的柴油机性能特征数据,建立基本可信度函数,按照D-S证据合成规则进行融合计算,进而对空冷器,增压器进行状态评估。以100%柴油机负荷、空冷器冷却效率为0.9和0.78时的柴油机热工参数进行模型有效性和可行性验证,可以判定空冷器处于中性状态和较差状态,不确定性可信度值分别由0.3降至0.0065和0.3降至0.007,可准确反映设备的状态,再次利用增压器进行状态评估证明评估方法可应用于柴油机进排气系统关键部件状态评估。
【关键词】：船舶 柴油机进排气系统 仿真 状态评估 D-S证据理论
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 论文背景9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 柴油机进排气系统状态评估研究现状9-11
• 1.2.2 柴油机进排气系统评估方法选取11-13
• 1.3 论文研究意义13
• 1.4 论文主要内容结构13-15
• 第2章 进排气系统关键设备及评估方法研究15-25
• 2.1 进排气系统结构15-17
• 2.2 进排气系统部件的故障机理分析17-20
• 2.2.1 进排气系统常见故障17-18
• 2.2.2 进排气系统关键部件故障总结18-20
• 2.3 进排气系统存在的问题20
• 2.4 信息融合的D-S证据理论研究20-24
• 2.4.1 D-S证据理论基本概念21-22
• 2.4.2 D-S证据理论合成规则与决策22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 MAN B&W 5S60MC-C柴油机建模25-42
• 3.1 AVL BOOST软件简介25
• 3.2 柴油机工作过程的数学理论25-32
• 3.2.1 气缸热力学基本方程25-30
• 3.2.2 废气涡轮增压器基本理论30-31
• 3.2.3 空冷器的换热规律31-32
• 3.3 仿真模型建立32-38
• 3.3.1 柴油机仿真模型参数设置33-34
• 3.3.2 柴油机整体参数设置34
• 3.3.3 气缸参数设置34-38
• 3.3.5 废气增压器参数设置38
• 3.3.6 空冷器参数设置38
• 3.4 模型验证38-40
• 3.5 本章小结40-42
• 第4章 进排气系统关键部件故障模拟42-51
• 4.1 故障模式和参数选取42-43
• 4.2 空冷器冷却效率降低故障模拟43-45
• 4.3 增压器压气机效率降低故障模拟45-48
• 4.4 排气阀定时异常模拟48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 进排气系统关键部件状态评估51-61
• 5.1 进排气系统关键部件状态评估51-54
• 5.1.1 基于D-S证据理论状态评估的流程51-52
• 5.1.2 评估模型的建立和实施52-54
• 5.2 空冷器状态评估54-57
• 5.3 增压器状态评估57-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 作者简介67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1099011