船用柴油机低排放设计技术研究.pdf

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1、第6期内燃机No·61111111星————————竺型竺坐竺竺些兰—————————』呈型船用柴油机低排放设计技术研究黄檠(中船重工第七一一研究所．上海20l108)摘要：为了满足IMo阶段性排放法规要求，对某船用柴油机进行了降低N0x排放技术研究，通过喷油定时、喷油系统特性参数、增压器特性参数的调整和试验研究，使得柴油机在总体结构布置不发生大的变化，不增加额外辅助设备的情况下，达到IMO阶段性法规N0x排放要求，同时兼顾安全性、经济性以及开发成本。关键词：柴油机；N0x；排放；设计中图分类号：

2、TK422文献标识码：B文章编号：1000一6494(2叭3)06—0039—05RI睽勉rdh0fRedudngElIli：ssi叫Desi驴forM疵删Ell咖HUANGShen(CSICShanghaiMarineDieselEngineResearchInstitute，Shanghai201108，China)Abstract：InordertomeettherequirementofIM0phasedemissionlawregulation，thetechnicalresearcho

3、freducingN0xemissionhasbeencarriedoutonbaseofonetypeofthemarinedieselengine．Bytheadjustmentandtestresearchofthefuelinjectiontimin昏thecharacteristicparametersoffuelinjectionsystemandtheturbocharger，notonlycanthedieselenginemeettheNOxemissionrequirement

4、ofIMOphasedlawregulation，butalsokeepthegoodreliability，economicindicatoranddeVelopmentcostwithoutthelargechangeoft11een舀necon矗gurationlayoutandtheadditionoftheextra—au)￡iliaryequipments．Keywords：dieselengine；N0x；emission；design0前言柴油机排放污染物产生的根本原因是燃油与空气

5、混合程度不均匀，缸内燃烧不充分造成的。所以，柴油机低排放设计必须以优化燃烧，改善燃油与空气的混合为目标。而柴油机排放控制通常主要分三种方式，即对进气和燃油的前处理、基于优化系统改善工作过程的机内净化和对排气采取的后处理。我们船用柴油机低排放设计的总体思路是以TierI机型为基础，以满足TierII排放要求为目标，优先采用机内净化技术进行TierII样机的研制工作，力争柴油机在总体结构布置不发生大的变化，不增加额外辅助设备的情况下，通过喷油提前角、喷油系统特性参数、增压器特性参数的调整，并结合喷油泵

6、、喷油器、增压器等零部件结构参数的匹配优化设计，改进缸内燃烧过程，从而使柴油机在相同转速、功率条件下，减少NOx排放量，作者简介：黄粲(1973一)，男，高级工程师，硕士，主要从事柴油机产品性能优化改进及总体设计开发工作。收稿日期：2013一08—05达到1MOTierII排放要求，同时兼顾最高爆发压力、燃油消耗率等技术指标。表1样机主要技术指标项目单缸功率，kw平均有效压力／MPa压缩比NOxjj}放“g·kw～·h“)燃油消耗率／(g·kw～·一)参数1001_41513．56≤8．98≤21

7、01低排放设计技术方案本课题技术方案首先是通过对TierI原机性能的摸底试验得到排放、燃油消耗率等数据，摸清重油配置下的原机性能，为样机排放改进提供数据依据；然后通过对喷油正时的调整使得柴油机NOx排放进行改善，对因延迟喷油而带来的烟度、燃油消耗率增加等不利影响，再通过对喷油泵柱塞直径及喷油器喷孔直径及流量的调整来加以控制；最后通过对增压系统的喷嘴环和扩压器面积的匹配调整，保证样机在满足IMOTierII排放要求的前提内燃机2013年12月下，使柴油机的最高爆发压力、燃油消耗率、涡前排气温度等综合

8、技术指标达到目标要求。整个低排放设计技术方案采用了先调节排放敏感参数，后调节非敏感参数的思路，以减少试验迭加次数，缩短试验时间，使得在尽可能短的时间节点内完成研制内容，达到预期目标。1．1喷油定时调整柴油机中的NOx生成量与参加预混燃烧的燃油比例有很大关系，如果参与预混燃烧的燃油量多，N0x生成量就会增多。而推迟喷油、减小喷油提前角可以缩短滞燃期、减少参加预混燃烧的燃油量，进而减低N0x生成量。原TierI柴油机采用的喷油系统为机械式泵一管一嘴喷油系统，高压油泵与油嘴间由高压油管相