新型船用中速柴油機效能最佳化設計探討論文
新型船用中速柴油機效能最佳化設計探討論文
摘要：探討了新型船用中速柴油機工作過程數值的計算，分析了新型船用中速柴油機故障模擬，研究了新型船用中速柴油機燃油噴射系統的效能最佳化設計。
關鍵詞：新型船用中速柴油機；最佳化設計；數值計算
引言
隨著近幾十年來國際經濟的發展與國際航運事業的進步，作為主推動力裝置的新型中速柴油機的效能與質量問題越來越受到人們的關注。因此，進行新型船用中速柴油機效能的最佳化設計，有利於對中速柴油機的工作原理進行模擬，應用網路資訊科技對其發生的故障進行科學模擬，對其成本進行虛擬化的測試，縮短了產品研發的週期，降低了產品的生產成本，實現了生產企業經濟效益和社會效益的獲得，有利於我國柴油機制造水平的全面提高。因此，需要對於新型船用中速柴油機工作過程數值的計算、故障模擬分析、燃油噴射系統的效能最佳化問題進行科學研究與分析。
1新型船用中速柴油機工作過程數值的計算
新型船用中速柴油機具有眾多的工作特點，因此需要對工作過程的數值進行科學計算，以便於在此基礎上進行柴油機資料資訊的收集，對於設計模型的正確性進行科學驗證。具體來講，可以從以下方面進行工作，對新型船用中速柴油機的工作數值進行科學計算。
1）對新型船用中速柴油機增壓壓力進行科學選取。比如：對於柴油機的轉速、廢氣排溫、氣缸的平均有效壓力等進行科學計算，提高柴油機的經濟性，延長其使用壽命。
2）進行柴油機壓縮比的選取。比如：透過對於柴油機壓縮比的選取可以測試出柴油機的啟動效能與爆發壓力，以此進行柴油機效能指標的改進，完善柴油機的結構。
3）進行柴油機配氣相位的科學選取，有利於最佳化柴油機的指標效能。
4）進行柴油機燃燒始點數值的科學選取。
5）進行實驗數值與負荷特性曲線的模擬。比如：對柴油機的實驗結果進行模擬，對新型柴油機的負荷特性曲線進行充分了解。
6）對於新型船用中速柴油機的試驗結果進行充分的驗證。比如：進行測試時間、地點、物件的選取，對於新型船用中速柴油機的效能引數與負荷特性曲線進行充分的對比，減少設計的誤差，使其達到工程設計的數值要求[1]。
2新型船用中速柴油機故障模擬分析
在柴油機的設計中一種重要的內容是進行故障問題的模擬分析與診斷，以便於解決新型船用中速柴油機的故障問題，提升在應用時的質量與水平，減少故障問題發生的機率，延長其使用壽命。具體來講，需要進行故障問題設定，可以從以下方面進行故障模擬分析。
1）壓縮比變化。在一般情況下，出現壓縮比的變化主要是柴油機的氣閥、活塞環、氣缸墊等出現了錯位或者是磨損等問題造成了一定的間歇而導致的。
2）曲軸箱竄氣。潤滑油供給不足或者是效果不佳、活塞環超出使用的壽命或者是磨損過度等問題都會導致曲軸箱竄氣問題的產生。
3）柴油機供油量不均衡。此類問題的發生會嚴重影響到這種新型船用柴油機的效能，不利於今後的使用。因此，需要有關的設計人員進行此類問題的科學研究，並且制定出具體的解決方案[2]。
4）噴油正時故障。噴油正時故障的發生會導致這種新型船用柴油機的功率受到嚴重的影響。因此，有關的設計人員需要對噴油正時故障問題進行模擬化的模擬。
5）渦輪增壓器效率故障。這種故障問題的發生會嚴重影響到柴油機的功率，長時間得不到有效的解決會使得柴油機的部件受到嚴重的磨損，最終出現停滯的問題。
6）中冷器換熱故障。
7）中冷器壓力損失故障。中冷器壓力損失故障的發生主要是由於中冷器進氣側管道堵塞問題引起的。因此，進行中冷器壓力損失故障的模擬模擬，有利於從設計階段就對中冷器進氣側管道進行結構的最佳化，防止此類問題在柴油機使用的過程中發生。
8）排氣閥故障。排氣閥封閉的不緊密或者是發生了正時故障都會導致排氣閥故障問題的產生，最終會影響到新型船用柴油機的效能與質量。因此，需要對排氣閥故障進行模擬化的模擬分析，並且進行設計方案上的重新最佳化調整，提高柴油機的水平與工作效率[3]。
3新型船用中速柴油機燃油噴射系統的效能最佳化設計
進行這種新型船用柴油機原始引數的計算，主要的.目的在於保障燃油噴射系統的效能達到設計的要求。具體來講，需要對噴油泵的供油量進行計算；對凸輪接觸應力進行計算；對出油閥流通截面進行科學計算；對噴油器進行科學計算。進行新型船用柴油機效能的最佳化設計離不開應用現代的網路資訊科技進行網路設計模型的構建。因此，需要建立起科學的新型船用柴油機效能模型，並且對燃油噴射系統的各個部件進行全面的模擬模擬測試。具體來講，需要將噴油泵、卸載出油閥、高壓油管、噴油器等各個方面的具體初始引數在這個燃油噴射系統網路模型中全面輸入，並且進行科學運算，依據計算的結果，對新型船用柴油機設計的燃油噴射系統進行驗證，對於發現的不足之處全面改進，以達到最佳化柴油機效能的目的[4]。進行新型船用柴油機燃油噴射系統的最佳化設計，可以從以下幾方面來進行，從而全面提升柴油機燃油噴射系統的質量與水平，為柴油機整體效能的進步打好基礎。
1）對於凸輪曲線進行最佳化設計。比如：提高凸輪曲線的速度、進行線型的陡峭模式設計，使得柴油在柴油機燃油噴射系統中的噴射壓力達到最高值。
2）進行新型船用柴油機燃油噴射系統中柱塞直徑的最佳化設計。根據柴油機燃油噴射的規律可以瞭解到柱塞運動的速度和橫截面的乘積與燃油噴射的壓力成正比。因此，具體的最佳化設計方式為增大柱塞直徑，使得燃油噴射量增加，最終提高柴油機燃油噴射系統的工作效率，提高整個柴油機的效能與水平[5]。
3）需要對高壓油管進行最佳化設計。原因在於，高壓油管的長度、管徑都對柴油機燃油噴射系統的效能產生直接的影響。因此，首先需要對高壓油管進行短小化的設計，提高其防振的效能。其次，要保持各缸高壓油管的長度一致，使得各缸噴油保持一致，保障燃油噴射系統具有很強的穩定性。
4）對於蓄壓腔進行科學的設計有利於提高柴油機燃油噴射系統的效能。進行此項工作有利於蓄壓腔容積的增大，使得燃油噴射系統的噴射壓力呈減少的趨勢，最終滿足柴油機對於燃油噴射系統的設計要求，有利於保障柴油機效能的提升。
5）需要對於柴油機燃油噴射系統的針閥升程進行最佳化設計，使得柴油機燃油噴射系統具有良好的節流作用，提高柴油機燃油噴射系統的噴射速率。
6）需要對柴油機燃油噴射系統的噴孔進行科學設計，提升燃油的霧化質量，最終提升柴油機工作的效能。具體來講，首先對孔徑進行最佳化設計，增強噴油的壓力。其次，進行孔數的最佳化設計，使得孔數更好地滿足柴油機燃油噴射系統的噴射要求，為提高柴油機的整體效能發揮出重要的作用。透過以上六種主要的方法，可以對柴油機燃油噴射系統的質量與效能進行全面提升，最終保障這種新型船用中速柴油機的質量與效能，使其在使用的過程中具有優良的使用效果與良好的使用質量，在長時間的使用中發揮出應有的功能[6]。
4結語
對於新型船用中速柴油機效能進行科學的最佳化設計，有利於全面提高這種柴油機的製造水平，使其在使用的過程中發揮出應有的功能，為我國航運事業的進步作出新的貢獻。
參考文獻
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