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  • 论文全文 - 第29届CIMAC会议 未指定分类
    版权归CIMAC所有。 摘要:开发了一款用于大功率低速二冲程柴油机上的新型润滑系统,该系统利用一套单独的气缸润滑油输送系统将注油器集成在汉斯延森漩涡喷雾原理喷油器上,其来自已知的燃油共轨系统,并由汉斯延森注油器系统公司申请了专利。该系统采用模块化设计,使维护和修理更加快捷、用户交互界面更加友好,大大减少了组件、管路和缆线的数量,从而让该系统在用户润滑策略方面变得更加富有灵活性。本文将介绍新系统、其开发的控制运算法则和润滑策略的可行性,包括为应对2020限硫令所带来的润滑系统挑战性问题的建议性解决方案。实验室的测试结果表明了供油量的范围和稳定性、供油定时的准确性和雾化质量。用于优化润滑策略的量产化发动机测试已于2018年11月开始实施,预计不久后将公布测试结果。 系统的介绍围绕5个主要零部件:HJ 共轨SIP注油阀、液压系统、电控系统、阀件控制软件和一个物联网模块。有关HJ 共轨SIP注油阀的许多解决方案已由汉斯延森注油器系统公司申请了专利或正在申请专利中,它是由控制注油阀开启闭合的电磁阀构成。液压系统是由频率控制用来建立共轨压力的马达泵单元和保持气缸润滑油正确压力的压力传感器组成,一些安全装置如安全阀、截止阀和冗余装置都安装在这个液压系统中。电控系统通过以太网来进行信号传输交流,并确保在标准和鲁棒系统中都能保持高带宽和低延迟。电子元件都是模块化设计,可以方便迅速地更换故障件。所有的印制电路板都装有保护罩,并且所有的连接体都是防错装设计,可将因人为因素造成的维修风险降到最小。阀件控制软件具有先进的控制运算法则,可以让电磁阀快速地提供每次喷射时所需的非常精确的喷射定时和微小喷射量,从而可以在每一次发动机循环周期内实现新鲜气缸润滑油的多次喷射。这些控制运算法则正在申请专利。作为包含在液压系统中的一个新的品牌物,物联网模块具有许多新的特征,例如基于维修周期运行法则的预测、线上实时监视和直观的图形界面。这个物联网模块正是紧随汉斯延森注油器系统公司的物联网润滑系统可行性研究远景的体现,该模块也将会被引入到HJ系统现有产品中。  关键词:SIP注油阀;物联网;模块化;共轨润滑系统 译者简介: 黄燊(1973),中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心,高级工程师; 研究方向:柴油机滑油系统结构设计;E-mail:huangshen@csic711.com。 赵冠华(1990),中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心,工程师; 研究方向:柴油机滑油系统结构设计;E-mail:zhaoguanhua@csic711.com。 翻译:黄燊 校对:赵冠华
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    版权归CIMAC所有。 摘要:迫在眉睫的IMO 2020含硫量上限令是当前行业关注的焦点,并引发行业能源的不确定性。那些与燃料含硫量相关的诸多其他各种因素,如合规方法、仓储物流和性能问题等都是许多行业股东们的关注点。 面对IMO 2020限硫令,船用行业面临着挑战。关于船用行业的最终脱碳化议题正在公开辩论中,目前看来得到我们所期望的那些被认为能够解决问题的答案,诸如:新法规的引入、技术和(或)基于燃油的解决方案等基本性结论还有很大一段距离。 有一个因素经常被忽略或者被认为是次要的,那就是对润滑剂系统的性能和工作能力产生不同影响程度的因素如排放法规、技术先进性或用户要求等是如何作用演变的。添加剂供应商和滑油市场营销人员需要持续开发一种新的解决方案,它既能够具有专用性能要求又能够通过价值链为股东们带来收益。 包含化学添加剂在内的润滑剂系统,必须要为因法规要求而发生发展变化的发动机技术、燃烧以及不同种类的燃油研究发展提供支持。同时,它们还要能够适应那些可以促进社会性规范或者对某些环节如基础库存供应变化、对许可的化学添加剂采取更加安全和严格的法规、用户或者是用户的“绿色”价值理念亦或是他们自身产品或商品的可持续因素等方面有直接影响的市场推进者们的要求。上述所有宏观经济的推进者们都将直接或通过货物和商品的自身方面因素对运输部门产生影响。添加剂供应商和润滑剂开发者必须确保能够提供一个性能适宜或令发动机能够向所期望的发展方向变化的解决方案。 本文将阐述为了满足当前和未来各种燃料环境要求而应用的润滑油添加剂组分选择的影响,以及化学洗涤剂选择的重要性。我们将针对特殊性能需求、不同添加剂的优缺点、引入新的添加剂对船舶行业带来的挑战等方面进行分析、开发。同时,II组解决方案和重质高粘度滑油的替代品、在硝化循环中所体现的价值、低速早燃现象的解决方案、以及满足耐磨要求的替代品开发方案都将被讨论。 关键词:添加剂;润滑油;船用柴油机 译者简介: 黄燊(1973),中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心,高级工程师; 研究方向:柴油机滑油系统结构设计;E-mail:huangshen@csic711.com。 赵冠华(1990),中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心,工程师; 研究方向:柴油机滑油系统结构设计;E-mail:zhaoguanhua@csic711.com。 翻译:黄燊 校对:赵冠华
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    版权归CIMAC所有。 摘要:在相对于传统的酚酸洗涤剂危害较小的替代物研究过程中,润英联公司开发出了一种可以改善船用柴油机气缸润滑油(MDCLs)性能的创新替代产品。 欧洲化学品管理局最近发布的关于四苯烯基苯酚(TPP)生殖毒性的一项研究结论,对于那些普遍采用通常含有高TPP成分酚酸洗涤剂的润滑剂厂家来说是一件具有特别意义的事情。这项研究采用了与生殖毒性种类1B等级相对应的强制性要求-即TPP被认为对人类的生殖系统具有毒性。这项结论在那些广泛采用高的酚酸处理率以便利用它来检测清洁性能的MDCL领域中产生了显著冲击。结果,当前市场上绝大多数的MDCLs都被贴上了1B等级的生殖毒性标签。 在ECHA发布声明之前,润英联公司已经开展了大量的通过减少酚酸洗涤剂的生殖毒性以改善其安全性而又不损失性能的研究工作。它包括了从启用全新材料到TPP的直接萃取等多种途径方法,这些方法都将在本文中被逐一讨论。在所有这些研究途径当中,只有其中一种途径被发现可以满足消除MDCLs中的生殖毒性又保持原有性能的初始目标要求。通过采用改变酚酸洗涤剂的碳酸亚烃酯后处理能够产生并证明可以急剧减少TPP残量的“包覆式酚酸”。此项TPP残量减少带来的直接结果是,经毒性检测证明与此相关的生殖毒性也被消除了。 本文将阐释由于在MDCL的配方中采用这种全新化学剂所带来的好处,这些好处不仅使得其在HSSE(健康、安全、保障、环境)方面的限制得以减少,而且通过台架和柴油机试验数据证明,其在不牺牲总碱值或增加处理率的状态下仍能保持原有清洗性能。另外,作为相对于传统的酚酸洗涤剂更加有效、更加安全的替代产品,通过后处理工艺使得耐磨性能也得以改善。​​ 关键词:酚酸;洗涤剂;毒性;气缸润滑油 译者简介: 黄燊(1973),中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心,高级工程师; 研究方向:柴油机滑油系统结构设计;E-mail:huangshen@csic711.com。 赵冠华(1990),中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心,工程师; 研究方向:柴油机滑油系统结构设计;E-mail:zhaoguanhua@csic711.com。 翻译:黄燊 校对:赵冠华
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    版权归CIMAC所有。 摘要:无论是从降低温室气体排放还是减少燃料成本的角度来看,燃油经济性对海上船舶来说都是一个关键问题。 来自国际海事组织的那些要求逐渐收紧的排放法规,例如新船能效设计指标其折减系数以每5年10%的比例递增,将会变得越来越难以满足。 ​ 而且,据说自2030年之后法规将会变得更加严厉。 发动机制造商、船舶建造者和船东们已经采用了多种方案措施来改善燃油的经济性,例如减速航行、热量回收、低摩擦船体设计和采用自然能源。 作者在追求采用更好的润滑剂来改善如低速二冲程十字头发动机和四冲程筒形活塞发动机的船用柴油机燃油效率的设计理念。 由于汽车发动机上存在摩擦损失,因此节省燃油型的润滑剂得以应用在乘用车上,而且这种润滑剂已被证明可以帮助减少燃油消耗量。作者研究了润滑剂的黏度特性和添加剂(即优化黏度指标和减少摩擦的促进因素)对其自身的节省燃油性能的影响。 作者针对在不牺牲对于船用柴油机来说非常关键的可靠性前提下如何使节省燃油的性能最大化课题也进行了研究。例如,通过采用添加剂来达到良好的抗焦性又不会削弱润滑油的清洁作用。 通过一台添加了节能型二冲程船用发动机润滑油的发动机(Bolnes 3DNL 发动机)测试结果显示,当采用节能型气缸油和系统油时,整个燃油效率被提高了1.5% 。 在采用节能型气缸油的实船(Mitsui-MAN 6S50MC(Mark 6)发动机)测试中确认,燃油效率被提高了约0.5% 。 在添加了节能性筒形活塞油的发动机(Daihatsu3DK-20 发动机)和发电机组设备(Niigata 16V32CLX 发动机)测试中,发现燃油效率分别提高了约3%和1% 。 令人感到有趣的是,这种添加剂添加在四冲程发动机润滑油中表现出的效果很明显,而添加在二冲程发动机润滑油中的效果却几乎令人察觉不到。其原因被认为是由于发动机的转度和润滑条件不同所造成的。 在发动机实际测试中,可以确认发动机的可靠性和节省燃油的性能是可以同时达到的,并且在节能性船用润滑剂的清洁能力和耐磨性方面也没有发现任何问题。 关键词:CO2排放;节能;润滑剂;船用柴油机 译者简介: 黄燊(1973),中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心,高级工程师; 研究方向:柴油机滑油系统结构设计;E-mail:huangshen@csic711.com。 赵冠华(1990),中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心,工程师; 研究方向:柴油机滑油系统结构设计;E-mail:zhaoguanhua@csic711.com。 翻译:黄燊 校对:赵冠华
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    TT垫圈公司在柴油机密封领域拥有超过75年的开发、制造和应用经验。本文想分享在开发柴油机垫片中的经验,重点介绍开发过程中的一些最佳实践案例、材料和和心得体会。包括在柴油发动机中使用的垫圈材料和解决方案的概述,以当今最先进的解决方案结束。讨论目前在实现干净机舱和零泄漏索赔方面面临的挑战。介绍的关键词是金属垫片、橡胶金属垫片和硅珠垫片。 还将通过案例分享关于垫圈开发的最佳实践:硅胶串珠泵盖垫圈,以取代麻烦的密封膏,曲柄轴舱口吸音垫圈等。 在于赫尔辛基举行的上一届CIMAC会议上,我们收到了许多做密封垫介绍的请求,主要问题如下: 简要的垫片材料发展历史短(石棉和非石棉); 如何选择合适的垫片材料? 市场上有什么材料? 如何设计一个良好的垫圈几何形状? 如何储存垫圈? 如何安装垫圈? 在选择或安装垫圈时最常见的错误; 未来的静态密封发展方向; 我们想在演讲中涵盖这些主题。(版权归CIMAC所有)
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    TT垫片公司最近启动了新的科研项目,以前创新的方式提升垫片的性能。这些解决方案为世界各地的工业提供安全、效率和生产力。 所谓的“智能垫片”可以提高效率,在使用过程中防止偏折和危险,以一种全新的方式确保安全。(版权归CIMAC所有)
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    全球范围内的减排竞赛,不仅使行业开始关注替代能源,也在关注天然气等内燃机的替代燃料。气体机具有较低的排放和经验证的性能,由于水平钻井、水力压裂等新生产技术的出现,国内天然气供应稳定、价格稳定,正在推动天然气作为主要能源。因此,世界各地越来越多地使用固定式燃气发动机,为医院和制造业等大型场所提供热能和动力,现在人们对移动燃气发动机的兴趣也越来越大。 拥有相对较短运行路线的重型车队运营商,如建筑车辆、垃圾车或当地送货卡车,已开始投资当地的加油站,允许他们使用天然气。这些移动气体机经常与柴油机一起混合在车队中运行。这一发展中的市场为车队运营商和润滑油供应商带来了机遇和挑战,对多燃料发动机润滑油创造了简化物流和避免误用的需求。 多燃料润滑油需要在气体机和重型柴油机中保持优异的性能。与柴油机不同,气体机在更高的温度下工作,燃烧过程中产生更多的水蒸气,并依赖于含有添加剂的灰分来替代柴油机燃料提供的一些润滑性。与此同时,柴油机用润滑油需要提供烟灰分散性和颗粒过滤器的兼容性。这些性能要求对润滑油提出了特殊的要求:它需要具备优异的抗氧化和硝化性能,防止沉积,腐蚀控制,烟灰分散性,并在受限的灰分环境中提供磨损保护。 在此,提出了一种新的多燃料发动机润滑油添加剂技术,以满足之前重型柴油和气体机对滑油不同的需求,;并在发动机和现场试验中,通过抗氧化、抗硝化、耐磨性、耐用性、清洁度和煤烟分散性等多项参数的测试,证明了其在两种应用中的优异性能。(版权归CIMAC所有)
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    Winterthur Gas & Diesel公司基于RT-flex / XType柴油机技术开发了RT-flex / X-DF(双燃料)发动机。这是一个众所周知的发展目标,以验证组件和概念从柴油机到双燃料奥托发动机。第一台应用的双燃料发动机采用的是RT-flex50双燃料。大部分燃烧室的相关零部件都是沿用柴油机的。活塞、活塞环和气缸润滑系统是完全相同的。优化了气缸套,集成了2个进气口喷嘴,外部安装了气体进气阀。针对DF调节(奥托循环燃烧特性)方面,对气缸冷却进行了优化。气缸盖上集成了2个带预燃室的先导喷射阀。WinGD的双燃料发动机可以使用液化天然气、馏分油和剩余燃料。共享气态和液态燃料也是可以的。目前的气缸润滑油是基于目前可用的润滑油。典型的低BN产品用于天然气,高BN产品用于含硫燃料。首次试验证实,双燃料发动机配置中WinGD的柴油机摩擦学概念也能很好的适用。然而,目前得出的结论是由于活塞上的积垢问题,需要优化某些部件来改善气体的运行方式。气缸套润滑是双燃料优化的缸套润滑油改进的一个主要部分。基于业主Terntank、ExxonMobil和运营商WingD之间的密切合作,在一艘商用船上开展了一次集中的润滑油测试实验以更好地了解多缸润滑油配方变量的影响,从而实现沉积物控制并提高发动机整体硬件耐久性。通过设计试验润滑油参数矩阵来评估关键参数的影响,如总碱值、粘度,以及高温下在活塞沉积物氧化稳定的高质量基础油。本文将对WinGD的双燃料发动机的优化方案进行深入分析,并对X-DF发动机摩擦学的研究进行深入分析。(版权归CIMAC所有)
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    为了满足IMO制定的2050年减排目标,相比柴油和重油,对具备更低温室气体排放的替代燃料提出了需求。近年来,预混或进气道喷射的天然气发动机作为一种替代燃料在重载船舶发动机上较为流行,这主要是由于其在CO2、 NOx、SOx和颗粒物的减排方面较为突出。尽管如此,过去的研究也表明其负面影响是甲烷排放对大气环境的温室气体效应,在一些情况下会抵消其在其他方面的减排效果。 本文对一艘5000标方的近海船舶的CO2和CH4排放进行测试。一种定制的特定波长的甲烷传感器可以提供快速、精确、装船实时测量发动机排气管甲烷浓度的解决方案。 不同的运行策略用以在2台气体机发电机组之间平衡负载,并提供所需的推力和船上用电需求。CH4和CO2排放在整个船舶运行阶段进行测量,并对不同的船舶运行策略下的排放情况进行对比。采用停缸、闭环预喷及优化船舶运行策略,可以将温室气体排放降低40%。
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    温室气体排放越来越受到公众的关注,目前针对温室气体排放研究的投资也日益增多。尽管如此,目前主机厂及资方仍对此有诸多疑虑有待解决,主要原因是受众多温室气体排放的相关研究并没有反映出存在不同燃烧模式的二冲程双燃料船用主机应用增多带来的影响。目前的排放研究主要集中在四冲程奥托循环或双燃料气体机方面,在2015年以前,关于二冲程双燃料气体机的排放研究很少。基于上述数据的研究被认为是过时的。 WinGD同时有众多X-DF二冲程双燃料发动机投入商业运行,并且有2台全尺寸的试验样机。因此,越来越多的测试数据可以真实的反映上述情况。上述测试数据表明,基于X-DF的燃烧模式的碳氢排放要远低于目前拥有相同燃烧模式的其他机型。这些数据足以支撑形成基于发动机负荷和尺寸的一阶甲烷排放预测模型。测试结果一方面验证预测了模型的精度,另一方面也在此证明X-DF的总碳氢排放远低于目前其他奥拓循环的双燃料发动机。 拥有较低的排放使X-DF发动机在面向各种燃料时都是对环境最友好的燃烧系统。不仅如此,该方案为未来掺氢还是掺甲烷以进一步改善排放提供了技术可行性。 在此基础上,精确的温室气体排放预测也在最新一届的IPCC和OCCT会议上被提及,并认为是可行的,我们鼓励基于温室气体的减排情况对技术研究和战略目标进行更新。
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