Chinese Journal of Ship Research, Volume. 16, Issue 2, 176(2021)
AVL BOOST-based typical fault simulation and data analysis of marine diesel engine
Figures & Tables(18)
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Table 1. Main parameters of diesel engine
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参数 数值 参数 数值 有效功率/ kW 3 575 气缸发火顺序 1-4-3-2-5 转速/(r·min−1) 142 气缸个数 5 缸径/ mm 350 气缸排列 直列 冲程/ mm 1 550 平均有效压力/ bar 20.26 压缩比 14 活塞平均速度/(m·s−1) 8.6 有效油耗率/(g·kW−1·h−1) 186.3 连杆长度/ mm 1 550
Table 2. Setting of main thermal parameters of diesel engine
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子模型 参数 数值 边界条件 边界入口SB1温度/ K 298 边界入口SB1压力/ bar 1 边界出口SB2温度/ K 563 边界出口SB2压力/ bar 1 气缸内初始条件 排气阀开启时缸内压力/ bar 7 排气阀开启时缸内温度/ K 1 473 循环喷油量/kg 0.015 8 单韦伯燃烧模型 发火点提前角度/（°） −0.5 燃烧持续角/（°） 30.5 形状参数m 1.3
Table 3. Results comparison of simulation and experimental data under 100% load condition
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参数 仿真值 试验值 相对误差/% 有效功率/kW 3 495 3 575 −2.24 平均有效压力/bar 19.81 20.26 −2.22 有效油耗率/(g·kW−1·h−1) 192.53 183.87 +4.71 最高燃烧压力/ bar 149.49 155 −3.55 扫气压力/ bar 3.591 3.61 −0.53 涡轮前排气温度/ K 757.3 773 −2.03 涡轮后排气温度/ K 564 563 +0.18
Table 4. Comparison of parameters variation with different start angles of combustion
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参数 正常工况 发火点提前角/(°) −5.5 −8.5 −11.5 扫气压力/ bar 3.591 3.586 3.584 3.583 扫气温度/ K 310.9 310.6 310.5 310.4 涡轮前排气温度/ K 757.3 753.2 751.2 749.6 涡轮后排气温度/ K 564.0 562.2 561.3 560.5 最高燃烧压力/ bar 149.5 175.5 188.2 203.0 平均有效压力/ bar 19.8 19.4 18.9 18.1 有效油耗率/(g·kW−1·h−1) 192.5 196.5 202.2 210.5 有效功率/ kW 3 495 3425 3 329 3 197
Table 5. Comparison of parameters for each cylinder stoppage
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参数 正常 工况 停油缸号 1 2 3 4 5 扫气压力/ bar 3.591 3.624 3.641 3.683 3.563 3.625 扫气温度/ K 310.9 310.1 312.6 315 308.7 312.1 涡轮前排气温度/ K 757.3 752.5 753.3 747.1 739.3 743.7 涡轮后排气温度/ K 564 561.9 561.8 557.5 550.8 555.7 最高燃烧压力/bar 149.5 129.6 137.9 131.3 128.9 129.3 平均有效压力/bar 19.8 13.8 15.2 14.4 13.6 13.6 有效油耗率/(g·kW−1·h−1) 192.5 221.1 200.4 212.1 224.0 223.7 有效功率/ kW 3 495 2 435 2 687 2 538 2 404 2 407
Table 6. Comparison of parameters variation with different effective gas gaps
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参数 正常 工况 窜气间隙值/mm 0.01 0.02 0.03 0.04 扫气压力/bar 3.591 3.584 3.580 3.576 3.600 扫气温度/ K 310.9 310.6 310.3 310.1 311.9 涡轮前排气温度/ K 757.3 770.7 785.5 802.1 816.6 涡轮后排气温度/ K 564 575.8 588.7 602.9 615.6 最高燃烧压力/ bar 149.5 146.1 142.5 138.6 123.5 平均有效压力/ bar 19.8 19.0 18.2 17.4 14.4 有效油耗率/(g·kW−1·h−1) 192.5 201.0 209.9 219.8 265.0 有效功率/kW 3 495 3 351 3 207 3 062 2 540
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Zhiqiang ZHAO, Jiarui ZHANG, Chiheng LUO, Baozhu JIA, Liantong AN. AVL BOOST-based typical fault simulation and data analysis of marine diesel engine[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2021, 16(2): 176
Paper Information
Category: Marine Machinery, Electrical Equipment and Automation
Received: Jan. 16, 2020
Accepted: --
Published Online: Mar. 27, 2025
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