柴油機的案例
航母為什么用蒸汽輪機而不用柴油機？
一看我的標題估計就有小伙伴們很不屑的說："人家美國的航母是核動力的，只有我國這樣技術不行的航母才會用汽輪機"。在這里我要告訴你，其實核動力的航母還是用的汽輪機，只是燒鍋爐的熱源不同而已。核發出的熱量是無法直接驅動機械的，只能通過燒鍋爐，產生蒸汽來驅動汽輪機轉化為機械能。（下圖為典型的核動力裝置原理圖，其中的 “steam turbine”就是汽輪機）
核動力裝置原理圖
美軍核動力航母
我們印象中的船舶幾乎都是用的柴油機作為主機。很多軍艦也是用的柴油機（有伙伴說到燃氣輪機，這篇暫時不講），既然那么多船舶選擇柴油機，為什么航母還去選擇汽輪機做動力呢？
船舶主機（柴油機）
關于這個問題我們還是先從各自的優缺點開始分析。
柴油機屬于典型的內燃機，相比較于汽輪機它具有以下優缺點。
大型船舶主機（柴油機）有幾層樓高
優點：
1、 經濟性較高，因為它熱效率高，所以燃油消耗率比蒸汽輪機低。這一優點能使柴油機船的續航力大大提高；也就意味著一定續航力下所需燃油貯備量較少，能節省寶貴空間。
2、 單位功率的重量輕，柴油機動力裝置中除主機和傳動機組外，不需要主鍋爐、燃燒器以及工質輸送管道等輔助機械設備，所以布置簡單，因此單位功率的重量輕。
3、 具有良好的機動性，備車時間短，操作簡單，啟停方便，正倒車迅速，一般正常啟動到全負荷只需10～30min，緊急時需3～10min。柴油機裝置停車只需2～5min，主機本身停機只需幾秒鐘即可。
4、傳動效率高，大型低速柴油機轉速低（能低至每分鐘100轉左右），能直接驅動螺旋槳，減少了減速齒輪箱，傳動效率高，可靠性好。
展開 現代車用柴油機特點和技術發展
柴油機發展展望
柴油機的大功率，低排放，良好的電子控制等顯著優點將使柴油發動機在新的時代有長足的發展。現在全球各大廠商正致力于新型綠色環保柴油機的研發，在ＮＯ和顆粒物的排放方面將得到近一步改善。而起關鍵是在燃油的精確配置和廢氣的后置處理，各多的電子新科技將運用到新一帶柴油機上。而且在混合動力方面柴油機也有起應用特點，高扭矩配合電動汽車的快速響應和０排放，將是一種很不錯的選擇。
而且柴油機普及也得到了各國政府的普遍支持和政策鼓勵，柴油機技術的開發和技術更新日新月異。所以在今后的汽車時常，柴油機將得到更普遍的應用。
展開 環保節能趨勢明顯 柴油機無愧當代綠色動力
排放清潔、節約能源的柴油機將成為許多城市公共交通系統切實可行的選擇。
印度塔塔能源研究所（TERI）的研究結果顯示，使用超低硫柴油的公共汽車的運營成本大大低于印度最高法院強制使用的CNG公共汽車的運營成本。目前在印度德里的CNG加氣站，許多加氣的車輛要排隊等候數小時，這無疑增加了CNG汽車的使用成本。塔塔能源研究所的研究結果認為，如果使用從新加坡進口超低硫的燃油，也不考慮CNG汽車使用成本的逐年增加，公共汽車使用超低硫柴油的運營成本也只有6美分/英里，而CNG公共汽車則為9美分/英里。
幾種能源動力比較 柴油機優勢明顯
“柴油機有許多固有的優勢。”萬江說：“從外部使用環境來看，柴油供應充足，加油站等基礎設施建設比較完備；從其自身來說，柴油機有良好的燃油經濟性，而且技術開發所需的花費也相對較低。與汽油機相比，雖然柴油機的顆粒物和氮氧化物排放相對較高，但隨著柴油機技術的發展，這一問題正逐步得到解決。從節省能源的角度來看，柴油機的燃油經濟性要比汽油機高45％～60％。目前還有一種生物柴油，它與普通柴油非常相近，但產生的二氧化碳排放量更低。”
除了柴油以外，汽車可以使用的燃料還有很多。萬江認為，在為動力選擇燃料時，應考慮它們在壽命周期內的排放性能、初始成本、運行成本、可靠性、耐久性以及車輛的動力性能等情況。萬江給記者詳細介紹了天然氣、丙烷/液化石油氣、汽油、混合動力和燃料電池等燃料的性能特點。
汽油機技術。精確的電控系統和三元催化轉化器的應用，使近年來汽油機技術已經得到了較快發展，并確保汽油機清潔地運行。由于汽油機的重量較輕，因此非常適用于轎車，但并不適用于中型或重型貨車。盡管汽油機不會排放黑煙，但是它能夠排放更小的不可見的顆粒物。與汽油機相比，現代柴油機的燃油經濟性高45％～60％，二氧化碳的排放量低45％。
天然氣。
展開 柴油機主貯油罐有限元分析
1 引言
核級設備柴油機主貯油罐是核電廠應急柴油機的主要儲油罐，其容量應滿足柴油發電機組以額定功率輸出時可靠地運行7 天的用油量，在核電廠中擁有重要的作用。本文采用ANSYS有限元分析軟件對該主貯油罐在設計工況、事故工況和水壓試驗工況下進行強度分析，并采用RCC-M規范評定了分析結果。
2 柴油機主貯油罐簡介
柴油機主貯油罐的結構簡圖見圖1。
柴油機主貯油罐為臥式容器，主要由兩個碟形封頭、殼體、鞍座、人孔、封頭吊耳、筒體吊耳、內梯、外梯以及接管等零部件組成，結構簡圖見圖1。
該貯油罐采用三個支座支承，用于設備安裝。容器簡體上設有三個DN500 的人孔，人孔蓋板設有轉臂。底部有一個帶排放管的小型碟形封頭作為油水分離槽，用以收集并導出帶進來的水，排放管將水定期排出。
該貯油罐主要材料為20HR-B；設計溫度為50℃。該貯油罐分級見表1，主要材料力學性能參數見表2。
3 有限元分析
3.1 計算模型
計算模型簡化掉內梯、外梯、吊耳和部分接管等結構，其質量等效到筒體。筒體、鞍座和加強板采用Shell181 號殼單元模擬，給殼單元賦予相應壁厚；對于不同形狀和不同厚度的殼體，采用殼單元的偏置和分段平均的方法來模擬。筒體加強筋采用Beam188 號梁單元模擬，加強筋采用面切割成線，劃分梁單元生成有限元模型，因Shell181 單元無中間節點，故采用兩節點Beam188 號梁單元模擬加強筋，整個有限元模型共有節點26993 個，單元27392 個，見圖2 和圖3。
展開 
柴油機特性以及和液壓源匹配
1.柴油機特性
1.1.轉速在1200-1400r/min時，可輸出最大轉矩Tmax達到最大。之后隨著轉速增加，Tmax減小。
1.2.隨著轉速n的增加，雖然Tmax略有變化，但是根據公式P=n*T，Pmax隨之增大，在轉速1900-2400r/min時，Pmax達到最大。
1.3.在轉速1200-1300r/min時，輸出輸出單位能量油耗R最小。
2.柴油機和液壓源匹配
根據柴油機特性和我們追求的目標：最高輸出功率、最大轉矩、最低燃料消耗，選擇柴油機合適的工作轉速。
2.1.在需要發揮發動機最高功率時，發動機工作在高轉速。
2.2.在追求,低燃料消耗時，則發動機應該工作在低轉速。另外，發動機轉速越低，噪聲也越低。由于發動機噪聲水平大大超過液壓泵，所以降低移動機械噪聲必須降低發動機轉速。而且低轉速時，輸出最大扭距也比較大。
總結：在滿足輸出功率時，發動機工作在低轉速合適。
3.參數校核
3.1.轉速校核
3.1.1.校核變量泵最大排量時許用最高轉速大于柴油機最高空載轉速。
3.1.2.所選變量泵最大排量在柴油機額定轉速下的輸出流量能使液壓馬達輸出轉速達到執行機構最高輸出速度要求。
3.2.轉矩校核
轉矩校核的目的是使柴油機能夠在可預測的各個工況中都有足夠的輸出轉矩，而不至于熄火。
展開 柴油機燃料供給系統
柴油機燃料供給系統
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柴油機燃油系統知識
柴油機使用的燃料是柴油，由于柴油比汽油粘度大，蒸發性差，所以在柴油機工作時，必須采用高壓噴射的方法在壓縮行程活塞接近上止點時，將柴油以霧狀噴入燃燒寶，直接在氣缸內部形成可燃混合氣，并借助氣缸內空氣的高溫自行發火燃燒。
柴油機燃油系統同時要完成柴油供給和空氣供給以及可燃混合氣的形成、燃燒和廢氣的排出任務。
要求
根據可燃混合氣形成特點
燃料與空氣的混合是在氣缸內進行的。柴油蒸發性和流動性都比汽油差，不能在氣缸外部形成混合氣。接近壓縮行程終點時，把柴油噴入氣缸，受熱、蒸發、擴散，與空氣混合。混合氣形成的時間很短(15~35 °CA)，燃燒室各處混合氣成分不均勻，且隨時間變化。柴油粘度大，不易揮發，必須用高壓以霧狀噴入。
可燃混合氣的形成和燃燒過程是同時、連續重疊進行的，即邊噴射、邊混合、邊燃燒(擴散燃燒)。必須要有足夠的空氣和柴油混合:α=1.2~2.2。理論空燃比14.5。進氣道、燃燒室、燃油系統要相互匹配。噴油提前角:是指從噴油器噴油開始，到活塞運行至上始點時曲軸轉過的角度。
根據噴油提前角
柴油噴入氣缸后，要經過一定時間的物理化學過程后才能著火燃燒。要在上止點附近著火，就要在上止點之前噴油。氣缸內柴油著火前的物理化學過程準備時間基本不變，但轉速越高，同樣時間所占曲軸轉角就越大。所以，噴油提前角應隨發動機轉速增高而加大。
自動調速
柴油機高壓供油系統中，只能控制噴入氣缸的油量，但油量控制裝置與發動機負荷沒有直接聯系(汽油機用節氣門控制進入缸內的空氣量)。負荷增加時，如果每循環油量不變，則發動機轉速降低，甚至熄火;負荷減小時，若油量不變，則發動機轉速增大，甚至可能超速。發動機轉速不穩，隨負荷而變。需要設置自動調速裝置，使之根據負荷變化，自動調整噴油泵循環供油量，以使柴油機穩定轉速運行。
展開 狂砸42億造出“天價”柴油發動機！中國企業摘下內燃機產業“皇冠明珠”
“今天的科技創新成果，既屬于濰柴的，也屬于中國內燃機行業，更屬于全球內燃機行業。”2020年9月16日，濰柴集團董事長譚旭光在致辭中表示，濰柴動力在山東濟南發布其首款熱效率突破50%的商業化柴油機。
在此次發布會上，國際權威內燃機檢測機構德國TÜV、中國內燃機國家檢測機構中國汽車技術研究中心，同時將熱效率達到50.26%的認證證書頒發給濰柴動力。
這標志著中國重型柴油機技術邁向世界一流，并實現了自主可控！
此外，譚旭光表示這還能輕松滿足國六/歐Ⅵ排放要求，實現大規模量產。
而外國巨頭如奔馳、沃爾沃、康明斯同一效率水平的柴油發動機，目前還都停留在實驗室階段，且附帶余熱回收裝置。
柴油發動機被視作傳統工業時代標志性的產物，其制造水平是一個國家工業生產水平的標志，其重要性可想而知！
1、突破世界難題 熱效率高達50.26%
熱效率是衡量內燃機燃油利用效率的標準，熱效率越高，內燃機的動力表現越出色，燃油消耗越少，節能減排的效果就越顯著。
1897年世界上第一臺柴油機成功面世，直到20世紀90年代初，全球主要柴油機熱效率用了一個半世紀，從26%提升到了46%。
從世界柴油機熱效率發展統計數字來看，隨著排放法規的日益嚴苛，熱效率的提升遇到了很大瓶頸，熱效率提升的難度越來越大，進展緩慢，是世界公認的技術難題。
為了弄出這臺熱效率50.26%的發動機，濰柴人把發動機身上，幾千個零件里的60%都重新設計了一遍。
有時團隊一連幾天不眠不休，只能將熱效率提升0.01%，就這樣，團隊以熱效率每提高0.1為一個節點，一點點疊加累積，艱難推進，最終成功實現技術突破！
可能會有人問，摳這個數據有什么用？
用處非常大！
展開 世界上最大的柴油機到底有多大
大家在生活中見過最多的柴油機，基本上車用柴油機，但大家知道最大的柴油機有多大么？今天我要說的主角就是世界上最大的柴油機，由芬蘭的瓦錫蘭公司生產的，型號為RT-flex96C.船用柴油機。
RT-flex96C是一款采用直列14缸設計的柴油發動機，接近10.9萬匹馬力，長27.3米，高13.5米，裝機總重2446噸（凈重2300噸），轉速102轉/分。
很多人對數字并沒有概念，并不知道它具體有多大，下面我們用圖片來對比，感受它到底有多大吧。
懂車的人都知道渦輪增壓器，車上的渦輪增壓器有多大大家也都知道，同樣RT-flex96C也是有增壓器的，那么它的增壓器有多大呢？
廢氣渦輪增壓器
和人一對比夠大吧。渦輪增壓器在RT-flex96C上算只能算小的部件了下面看看它的氣缸和活塞。
活塞/氣缸套
這個氣缸套大的人可以輕易裝進去。想想這么大的氣缸活塞它有14套這是要多大的一個曲軸才能匹配的了它？
曲軸
看了那么多部件，下面來看看這家伙的真面目吧。
RT-flex96C柴油機
長27.3米，高13.5米的大家伙面前人只有這么點。
展開 運用互聯網+，加快電控智能柴油機開發生產
可以預見，在細分市場的拓展中，帶有遠程監控系統TBOX的電控智能柴油機將成為新的亮點。
某柴油機進氣道數值分析及試驗對比
結語
柴油機進氣過程中形成的渦流對柴油機的性能有很大影響。本文通過結合模擬分析，結合試驗對比兩種方法對進氣道性能的研究，得出以下結論：
（1）隨著氣門升程增加，流量系數與渦流比的各自模擬值與試驗值的變化趨勢均保持一致；
（2）流量系數模擬值稍大于試驗值，而渦流比模擬值稍小于試驗值；
（3）本柴油機的氣門座圈倒角在小氣門升程時對提高渦流比有明顯作用，但在大氣門升程時沒有作用，需要優化氣門座圈和氣門結構。
某柴油機進氣道數值分析及試驗對比
結語
柴油機進氣過程中形成的渦流對柴油機的性能有很大影響。本文通過結合模擬分析，結合試驗對比兩種方法對進氣道性能的研究，得出以下結論：
（1）隨著氣門升程增加，流量系數與渦流比的各自模擬值與試驗值的變化趨勢均保持一致；
（2）流量系數模擬值稍大于試驗值，而渦流比模擬值稍小于試驗值；
（3）本柴油機的氣門座圈倒角在小氣門升程時對提高渦流比有明顯作用，但在大氣門升程時沒有作用，需要優化氣門座圈和氣門結構。
用于標定和優化的高壓共軌柴油機建模
用于標定和優化的高壓共軌柴油機建模
韓強 楊福源 張京永 歐陽明高
清華大學汽車工程系 汽車安全與節能國家重點實驗室
摘要：高壓共軌柴油機可控燃油噴射參數的增加，在使對燃燒的控制更加靈活的同時也帶來標定和優化工作量顯著增加的問題。為適應高效率的需要，提出并研究了基于模型的標定優化，即采用神經網絡在一些工況點上建立模型，再通過自適應神經模糊推理系統（ANFIS）進行插值，將模型由這些工況點擴展到所需工況空間。模型精度由對象、建模所用數據量及模型參數調整共同決定。試驗在一臺六缸高壓共軌柴油機上進行。理論分析和試驗結果表明：該方法可以在保證精度的同時有效減少標定優化的試驗工作量。
關鍵詞：柴油機，高壓共軌，欲噴射，神經網絡，自適應神經模糊推理系統（ANFIS）
內容簡介：
1 模型整體結構
2 工況點上神經網絡建模
3 自適應神經模糊推理系統插值建模
4 模型性能檢查
5 結論
用于標定和優化的高壓共軌柴油機建模.pdf
展開 『轉貼』有限元與柴油機設計
有限元與柴油機設計
1 柴油機設計需要有限元分析
目前，柴油機研發目標的要求和難度越來越高，體現在以下一些方面：
柴油機的性能和可靠性指標愈來愈高，其中的一些參數的變化趨勢相互制約，參數優化空間相對變小，研發的風險加大
產品開發需要考慮的變量不斷增加，系統的復雜性增大，（跨行業、跨部門的協作增多）
同時要求縮短產品開發的周期
降低產品開發的成本和風險
提高研發產品的質量
因此，柴油機研發受到很大的挑戰。為滿足現代柴油機的發展需要，必須對傳統的以經驗＋試驗的設計方法進行改進，其中借助功能強大的計算機輔助工程（CAE）是非常有效的手段。
目前，在先進的研發機構，CAE已是柴油機設計工作的主要組成部分。采用CAE，可以在樣機制造之前，即對發動機各項指標進行模擬評估，可以達到不經試驗即可進行優化設計，從而大大提高“首次設計成功”的概率，縮短設計周期，降低設計成本。如AVL公司借助CAE手段，可以將一個產品開發的周期從42個月縮短為24個月。此外，采用CAE模擬手段還能得到一些在實際試驗中也難以得到的各種數據。
作為CAE的一部分，有限元分析（FEA）在發動機的設計中得到了越來越廣泛的應用，其主要用途是對發動機復雜零部件進行溫度場分析、結構的剛度和強度分析以及噪聲振動分析。而不采用FEA技術，對發動機進行類似分析計算是幾乎不可能的。
因此現代的發動機設計已離不開FEA。
2 有限元分析目前的發展水平
從60年代起，有限元法隨著計算機科學的發展，在包括內燃機在內的幾乎所有工程領域得到愈來愈廣泛的應用。有限元技術的出現，為工程設計領域提供了一個強有力的計算工具，經過迄今約半個世紀的發展，它已日趨成熟實用。
展開 清華大學汽車工程學院——柴油機課件 （3）
柴油機控制系統3.part1.rar
柴油機控制系統3.part2.rar
柴油機控制系統3.part3.rar
柴油機控制系統3.part4.rar
