瓦锡兰发动机在船舶低速航行工况下,可通过以下方法优化燃油喷射来提高燃烧效率:
调整喷油正时:在低速航行时,适当提前或延迟喷油时间,使燃油在活塞到达上止点附近时开始燃烧,以充分利用燃烧室内的高温高压环境,提高燃烧效率。如 Wärtsilä RT-flex 柴油机可通过 WECS-9520 控制系统精确控制喷油正时2。
采用可变喷油定时技术:根据发动机的转速、负荷等工况变化,自动调整喷油时间,在低速航行工况下实现最佳的喷油定时,以提高燃烧效率和降低排放。
提高喷射压力:较高的喷射压力可使燃油雾化效果更好,形成更小的油滴,增加燃油与空气的接触面积,从而提高燃烧速度和效率。例如,采用高压共轨系统,可将燃油压力稳定在 600-900bar 甚至更高,在发动机低速工况下也能保证良好的雾化效果2。
灵活调节压力:根据低速航行时的实际工况需求,灵活调节燃油喷射压力,避免压力过高或过低导致的燃烧不完全或燃油浪费等问题。
精确计量喷油量:通过电子控制单元和相关传感器,精确测量发动机的进气量、转速、负荷等参数,根据预设的空燃比,精确控制每个循环的燃油喷射量,确保燃油在低速航行工况下充分燃烧,减少不完全燃烧和黑烟的产生。
按需调整喷油量:根据船舶的实际航行速度和动力需求,实时调整燃油喷射量,避免燃油的过度供应,在满足船舶动力要求的前提下,最大限度地提高燃烧效率和降低燃油消耗。
预喷射:在主喷射之前,先进行少量燃油的预喷射,使燃烧室温度和压力适当升高,缩短主喷射的着火延迟期,改善燃烧过程,降低燃烧噪音和 NOx 排放。例如,在一些瓦锡兰双燃料发动机中,预喷射可有效减少甲烷逃逸。
后喷射:在主喷射之后,根据需要进行少量燃油的后喷射,促进未完全燃烧的燃油进一步燃烧,降低碳烟排放和燃油消耗,同时可利用后喷射产生的热量提高排气温度,改善后处理系统的工作效率。
优质燃油选择:使用清洁、低硫、低粘度的高质量燃油,可减少燃油中的杂质和沉积物对喷油器的堵塞和磨损,保证燃油喷射系统的正常工作和良好的雾化效果,从而提高燃烧效率。
燃油处理:在燃油进入发动机之前,进行严格的过滤、沉淀和离心分离等处理,去除其中的水分、杂质和沉淀物,防止这些物质进入喷油器和燃烧室,影响燃油喷射和燃烧效果15。
改进进气系统:设计合理的进气道和进气门,使进入燃烧室的空气形成良好的旋流或滚流运动,促进空气与燃油的充分混合,提高燃烧效率。如采用螺旋进气道或可变进气涡流技术等。
合理匹配空燃比:根据低速航行工况下的发动机负荷和转速,精确调整空气与燃油的比例,确保燃油在充足的氧气环境中燃烧,一般船用发动机在低速航行时需要供应过量空气15。
高性能喷油器设计:采用具有良好雾化性能、高响应速度和精确控制能力的喷油器,如多孔喷油器、压电式喷油器等,可提高燃油喷射的质量和控制精度,有助于在低速工况下实现高效燃烧。
部件维护与更新:定期对燃油喷射系统的部件进行检查、维护和更换,确保喷油器、共轨阀、油泵等部件的性能良好,避免因部件磨损、故障等导致的燃油喷射异常和燃烧效率下降。
可变喷油定时技术的原理是什么?
详细介绍一下高压共轨系统的工作原理。
船舶航行过程中,还有哪些因素会影响瓦锡兰发动机的燃烧效率?
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