【作者】

Mathias Moser，Kræn Busk，Enrico Lockner

【摘要】

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 大口径中低速发动机是大型远洋客货运输船最有效的推进系统。因此，人类能源解决方案的工程师们几十年来一直致力于进一步优化这些系统，以提高效率并减少对环境的影响。近些年来，诸如共轨喷射设备、双燃料发动机、废气再循环或后处理系统等技术进步已被引进。除了许多额外的机械装置外，这些系统还需要自动化和控制。在船舶和发电厂成功地建立了这些技术之后，可以通过加强控制策略来进一步改进。大部分时间的改进是通过同时增强发动机设备和控制系统来实现的。随着新型控制技术的发展，如基于模型的控制技术的发展，已经表明，仅通过复杂的控制策略就可以提高发动机的性能。例如，可以通过停用气缸来减少温室气体排放。有了这项技术，一些气缸被点燃，而另一些气缸则被驱动，这会降低排放，提高效率，尤其是在部分负载运行时。主动气缸在较高的平均有效压力下工作，具有较高的预混合燃烧份额，从而减少排放并提高效率。作为进一步的例子，双燃料发动机可以满足IMO Tier III排放法规，而无须额外的排气后处理系统。过去的缺点是发动机是以液体燃料模式启动的。为了克服这个问题，开发了在燃气运行中启动双燃料发动机的可能性，这有助于利用燃气模式下运行的优势，即使在最低负荷范围内。另一个有趣的控制案例是大型二冲程发动机的废气再循环。该系统最初在发动机低负荷加速过程中出现问题，在这种情况下，观察到烟尘和黑烟的数量增加。多年的研究，包括与几所技术大学的合作，开发先进和简化的废气再循环系统行为模型，新颖的废气再循环控制算法，成功的实际测试活动和多项研究奖项，现在已经发展为MAN 发动机的最成熟先进的EGR控制系统。新的控制概念允许在低负荷范围内更快地加速，而不会形成过多的烟雾。 在所有情况下，都可以保持发动机的机械布局不变，从而减少变量来管理设备成本。除了更好地了解系统行为之外，通过模拟进行的前向加载还可以通过减少设计循环和精确的控制设计实现高效的开发过程。本文将从环境和经济影响方面描述控制功能、开发和测试过程以及优势。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

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