船用中速柴油机气门热负荷降低研究

发布时间：2024-06-25 19:45

　　在当前配置基础上,利用一维和三维仿真,研究某船用中速柴油机不同高压油泵凸轮型线、喷油器喷孔夹角、活塞顶型线对降低燃油消耗率和气门热负荷的影响。研究结果表明,通过优化油泵凸轮型线和活塞顶型线以及选择小的喷孔夹角,燃油消耗率和气门热负荷分别降低3%和35%,排气门开启时的缸内燃气温度降低50℃,有效地降低缸内热负荷,提高气缸盖、气门等零部件可靠性,同时NO_x排放水平基本不变,避免对大气环境的危害。

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【部分图文】：

图1原机喷油规律

排气温度过高可造成缸盖热负荷高、鼻梁区等关键部位开裂、气门及座圈磨损、可靠性降低等发动机危害[5]。降低排温常用的方法有稀燃、降低中冷后温度等[6],这些措施对增压器和中冷器等零部件的要求更高,导致成本增加。从燃烧的角度降低排温,应缩短缸内的燃烧持续期,加快燃烧速度,使排气门开启....

图4新旧凸轮下喷油规律对比

表3凸轮型线优化前后关键性能参数对比类型最大爆发压力pmax/MPa最高燃烧温度Tmax/℃排气门开启时缸内温度Tevo/℃指示功率Pi/kW排放中NOx的质量分数原机11.781157884118.50.001137优化后12.0712068....

图5不同曲轴转角下气门阀盘底部表面温度云图

试验用柴油机的喷油器布置方式为斜置,喷油器喷孔夹角较大且距缸盖底面位置较近,因此部分燃油喷射到气门阀盘底部,导致燃烧过程中阀盘底部表面温度较高。不同曲轴转角下气门阀盘底部表面瞬态温度分布如图5所示(图中单位为K)。由图5可知,燃油喷射过程中靠近气缸中心阀盘底部区域长期承受混合燃气....

图6喷孔夹角为156°时不同曲轴转角下燃油质量分布云图

喷孔夹角为156°和148°时,不同曲轴转角下的燃油质量分布如图6、7所示(图中单位为mg)。图7喷孔夹角为148°时不同曲轴转角下燃油质量分布云图

本文编号：3995815