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船用柴油机的发展趋势

作者:点击:133 发布时间:2018-03-24

船用柴油机的发展趋势

国际海事组织(IMO)决定从201111日起实施IMO Tier II排放法规。与IMO Tie I相比,IMO Tier II排放法规氮氧化合物(NOX)必须降低20%IMO Tier III排放法规则规定降低80%。未来510年间,“京都议定书”及近的“哥本哈根协议”也将生效,这些协议要求减少CO2的排放量。因此,未来船舶柴油机面临着既要降低排放,又要降低耗油率的双重挑战。调节喷油规律是减少NOX排放主要手段之一。NOX排放量越低,对喷油量的控制精度要求越高。

随着电子技术和计算机技术的迅速发展,柴油机控制向机电一体化方向发展,从而迈出了柴油机发展史上第三次革命—电控发动机的步伐。由于电子技术的发展,柴油机运行信息的实时获取能力有了大的提高,而微型计算机的出现,使得信息处理的能力有了质的飞跃。利用电子控制技术,柴油机可以将原来相当一部分机械传动的控制机构改为由电磁阀及相应的控制机构取代,可以实现高精度的实时控制,从而能够在广泛的运行区域内实现对柴油机运行工况的优化控制,使得柴油机性能得到大幅度的提高。

由于柴油机的工作主要依赖燃料喷射燃烧来实现,电控喷油系统也就顺理成章的成为了电控柴油机的重点发展方向。代电控喷油系统是在传统的高压油泵-喷油器的组合中,结合了高速电磁阀进行喷射控制,其实现较为简单,但喷射压力和喷油量调节范围仍然受到了传统油泵的工况限制,尚未达到优化控制的要求。为了进一步改进燃料喷射燃烧的控制效果,出现了第二代电控喷油系统—高压共轨式电控喷油系统,该系统使用了一个具有较大容量的高压燃油蓄压器(油轨)取代传统的高压油泵,另外设置专用的补油高压泵向油轨供油。由于蓄压器内的燃油压力远大于常见传统高压油泵的大喷射压力,燃油喷射时的雾化程度更高,燃烧更,同时电磁阀可以在整个喷射过程中进行的喷射控制,无需顾虑传统喷射系统中燃油喷射压力下降的问题(由于油轨容积远大于单次大喷油量,油轨内压力可视为基本上保持不变),不仅可以保证低工况时燃油的良好燃烧,改善低速时的转矩,还可以降低废气中污染物质的排放。由于循环供油量和喷油状态之间的差异变化很小,柴油机的动力性能也得到了显著的改善。

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