2015年至今,全球各地硫排放法规开始陆续生效,多个国家或地区的海域或码头开始要求使用硫含量在0.1%(质量分数)以下的极低硫燃料油。在这些海域长期航行的船舶,其所使用的二冲程低速机需要使用15~25 mgKOH/g碱值的超低碱值气缸油产品。本文采用长城船用气缸油5025(碱值25mg KOH/g)在某船[使用0号柴油,硫含量约0.03%(质量分数)]上进行了约2500 h的应用试验,考察气缸油、燃料油、发动机三者的匹配情况,为实际应用提供强有力的技术基础。

自2020年国际海事组织(IMO)颁布的“限硫令”正式生效以来,市面上不同型号船舶二冲程低速柴油机对于船用气缸油有着不同的润滑需求,部分船舶主机,如Mark 8及以下的旧机型,出于经济性考量,倾向于选择使用性价比更高的气缸油产品。本文采用长城船用气缸油5040在MAN 6S50MC-C二冲程低速柴油机上开展了3800 h的行船试验。从扫气残油监测及扫气箱、吊缸检查结果来看,气缸内部各部件清净性良好,无异常磨损,说明长城船用气缸油5040具有良好的高温清净性、抗氧抗磨性等,可满足MAN Mark 8及以下机型发动机的气缸润滑需求。

利用CONVERGE软件建立了半直喷式液压自由活塞发动机的三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,研究了喷射角度、喷油定时、缸头倾角、进气压力对燃料捕集和混合气生成的影响。结果表明:随喷射时刻的推迟,燃料捕获率增加,蒸发时间变长;喷射角度越大,燃料捕获率越高,蒸发时间随喷射角度增加先减小后增大,合理的喷射角度和喷油定时下,燃料捕获率能达到99%以上;缸头倾角对燃料捕获影响不大,较大的缸头倾角下,燃料蒸发速度更快,缸内燃料分布更为均匀;随进气压力的提高,燃料捕获率下降,蒸发时间减少,与改变喷油参数相比,在相同的燃料捕获率下,改变进气压力得到的混合气更加均匀,混合气不均匀度最低达到0.5。

为分析对置活塞二冲程汽油机的动力学特性,对不同连杆比的分析结果表明,连杆比越小,发动机两缸活塞运动加速度的矢量和越小,即机构的平衡性越好.由于对置活塞二冲程汽油机本身具有的结构特点,两个同步曲轴存在一定的相位差,对不同曲轴相位差的分析可知,曲轴相位差越小,发动机两缸活塞运动加速度的矢量和越小.左侧曲柄连杆受到的力要比右边曲柄连杆机构受到的力小些.竖直方向的分力要比气缸轴线方向的分力小很多,而且竖直方向的分力呈现近似三角函数的规律,水平方向的受力由于惯性力和气体作用力的双重影响,变化规律比较复杂.