论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 器设备的维护是船舶运行的必要成本的一部分。随着技术的发展，正在采用创新模型从固定间隔维护行动转向预测性维护，以延长大修之间的时间。在这项研究中，开发了贝叶斯网络（BN）模型，以接收来自二冲程发动机运行参数的输入。已经通过使用模糊建模方法确定了表示发动机操作参数的BN父节点的先验概率。每个父节点（净化空气质量、燃料质量、发动机设置、气缸供油率和维护管理）可以具有多重量的输入，这些输入通过使用模糊控制模型来简化以产生用于BN网络的高效先验概率。已经为2个输入参数开发了模糊模型，即清除空气质量和燃料质量。来自发动机运行数据的输入可以插入到模糊模型中，然后与BN一起输出，BN将计算发动机的整体健康状况。采用这种模型的一个优点是运行多个分析，趋势操作参数并执行快速的发动机健康评估。结果显示与实际发动机数据和相应的诊断评估具有良好的相关性。

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 电池储能系统（BESS）可以改善基于发动机发电厂的性能和经济运行。它们可用于各种服务（例如提供旋转备用或覆盖峰值需求），从而改善发动机的操作点并减少运行时间。这降低了燃料消耗，从而降低了成本和排放。随着电池成本不断降低，这些系统对于工业规模应用也变得越来越可行。 MAN Energy Solutions为包括大规模BESS在内的电力和船舶应用开发并提供混合能源解决方案。在德国奥格斯堡最大的工业基地，正在建设一个容量为4.5兆瓦时的BESS。电池安装在标准的40英尺集装箱内，并与现有的MAN燃气发动机混合，为现场供电。 本文阐述了基于仿真的BESS尺寸标注过程，它描述了如何通过不同应用程序的收入堆叠实现经济可行性，包括工作日和周末的不同运营策略。此外，描述了电池容器的模块化设置，以及电池管理系统的功能和系统设置的当前状态。

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 随着天然气发动机喷射系统的发展，多点喷射系统在减少气门重叠期间的燃气泄漏、提高发动机的经济性和动态性能等方面已成为研究的热点。与单点喷射系统不同，多点喷射阀安装在进气歧管中，不仅限制了气阀的尺寸，而且要求气阀具有更宽的循环喷射量范围。这意味着气阀不仅要满足高BMEP条件下的大喷射量，还要满足低BMEP条件下小喷射量的一致性。另一方面，喷气过程中的喷射速率对缸内天然气和空气的混合过程影响较大，对燃气喷射的稳定性和响应性提出了更高的要求。因此，为了多点喷射系统的发展燃气喷射特性需要被理解。本文研制了一种基于定容法的燃气喷射速率测量仪，测试了新研制的船用燃气机GV14气阀的喷射速率、循环喷射量、喷射延迟时间和喷射持续时间。结果表明，在5bar压差下，天然气喷射速率可达11.2g/s，能满足试验发动机的要求，每缸功率为50kw。喷射速率和循环喷射量随喷射压力的增加而线性增加。但是，当喷射压力从4bar增加到10bar时，延迟时间从1.5ms增加到2.1ms，这表征为通电电流的发送和阀门打开之间的时间间隔。因此，为了实现精确的喷射正时控制，应考虑不同喷射压力下延迟时间的变化。当通电时间大于2ms时，喷射速率曲线呈梯形，循环喷射量和实际喷射时间随喷射脉冲宽度的增加而线性增加。当通电时间小于2ms时，在喷射过程的大部分时间内，阀升是变化的，因此喷射速率曲线是三角形的。实际喷射时间和循环喷射量不随喷射脉冲宽度的变化呈线性趋势。因此，为了实现精确控制，需要对短时间内的循环喷射量进行标定。研究结果，一方面为多点喷射系统的开发提供了技术支持，另一方面为发动机控制系统提供了气体喷射数据库。

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 气体发动机发电厂在欧洲的运营方式将在不久的将来发生巨大变化。许多沼气或热电联产发电厂需要进行重大修改才能有效参与新的智能能源市场。我们根据德国能源市场数据来说明这一趋势，但我们观察到全球类似的市场发展抑或是期望它们将在未来几年内发生。 德国已经设法将可再生能源在电能消耗总量中的比例从2000年的6.3％提高到2017年的36.2％。为了实现雄心勃勃的气候保护目标，计划到2035年进一步提高55％的份额。然而，太阳能和风能的强烈波动已经限制了这种发展，需要专门的解决方案在一天中甚至是季节性地储存过剩的能量。此外，德国联邦政府启动了一项旨在通过建立智能“能源市场2.0”来促进分散式能源生产和能源消耗同步的倡议。气体发动机是这一概念的重要组成部分。 自25年以来，AVAT在这两个领域，气体发动机控制系统和智能能源网络方面都处于领先地位。最近，AVAT与工业合作伙伴和德国大学开展了多个研究项目，目标是开发先进的虚拟发电厂（VPP）和相应的商业模式。 传统的VPP将几个发电机组的容量聚合成一个基于云的发电厂，该发电厂在公开市场上交易电力。在最简单的情况下，VPP只是使用现有协议（如VHPready）对连接的发电站进行远程控制。先进的VPP使用详细的运营成本模型进行整体收益优化，同时对各发电厂进行对比，如热需求，燃气可用性，存储容量和互连过程的技术要求。 本文从技术和商业角度提供了对先进VPP运作的深入了解，解释了现货市场交易、平衡能力的提供，以及预测模型的重要性。复杂性的提升由VPP来处理，同时电厂运营商从明确确定的补偿和自动缔结的能源合同中获利。 最后，对一个改进的电站进行案例研究，说明过去、现在和未来可能产生的收益

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 海洋应用对推进系统设计者提出了严峻挑战，需要非常注意提高能源效率和环境绩效。能量存储技术，如动力电池和超级电容器，越来越成熟。近年来，大容量储能系统（ESS）的应用极大地推动了船舶推进系统的进步。本文介绍了不同典型储能系统在船舶推进系统设计中的优势和应用场景，即ESS混合动力推进系统，ESS交流推进系统和ESS直流推进系统。详细描述了这些典型的ESS推进系统的组成、运行模型和特点。针对一艘游轮，比较了3种推进系统方案，即传统的交流电力推进系统方案，采用ESS的交流电力推进系统方案和采用ESS的直流电力推进系统方案，并且发电机组和储能单元根据船舶的运行条件进行匹配。根据不同推进系统的实际运行情况，设计了配电控制策略和充放电控制策略，以提高燃油效率。通过仿真分析了3种推进系统的性能，主要关注燃料消耗。必须更加注意直流推进系统的仿真模型。直流系统由变速发电机、直流母线、推进电动机和储能单元组成。模拟必须考虑包括ESS充电/放电策略的变速控制策略以提高能量效率。基于仿真结果，与传统的交流电力推进系统和交流电力系统相比，采用ESS的直流电力系统可以降低8.11％和9.48％的燃料消耗。目前，具有储能系统的电力系统主要用于游轮和渡轮。随着控制策略的进一步优化，带有ESS的推进系统可用于更复杂的工作条件。

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 本文介绍了Damen Road Ferry 8117 E3（DRFe 8117 E3）的开发。DRFe 8117 E3采用混合动力推进和发电系统设计，包括一个电动推进系统和一个电池组。首尾同型渡船的容量为47辆汽车，它是设计用于运行穿越时间在10到60分钟之间的线路。 本文解释了混合动力供电系统的选择，并详细阐述了整个开发过程。总体而言，遵循整体方法，这意味着主要选择基于市场要求，而系统的配置和控制是专门为船舶的操作而设计的。因此，从市场需求中提取指标以进行定量比较。开发过程的一部分是硬件在环测试，它可以在板载安装之前验证主系统功能。这样可以减少昂贵的调试时间，从而实现高质量的系统。

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 到2030年，世界银行已制定了ZERO常规天然气燃烧目标。今天，全球每年的燃烧量估计为1500亿立方米，相当于欧盟年度天然气消费量的30％，这导致每年约有4亿吨二氧化碳排放。俄罗斯拥有这些凝析气体产量最高的170亿桶油当量。理论上，这种能量足以产生25年62GW的功率，具有燃料灵活的动力装置。燃烧气体是石油开采的侧流，其中通常比直接气田具有更重的气体。因此，瓦锡兰一直在研究低黏度燃料的燃油喷射技术。需要新的液体燃料气体高压泵送设备和燃料喷射系统以使LG发动机能够使用“柴油燃烧”过程运行。瓦锡兰燃气柴油的历史可追溯到20世纪90年代初，可以说这一新发展是公司内LPG经验的延伸。燃料精炼厂是一种低成本解决方案，因为燃料可以直接从井中使用。 燃料系统设计者需要考虑以下液态凝析油操作性能范围。运动黏度在0.1cSt-1.5cSt之间，沸点特性在100kPa -42℃至360℃之间。这通常需要供油泵在30℃下把油压缩至12bar以使在大多数情况下获得液态油。燃油喷射系统设计者还需要考虑压缩性需要2倍的能量来达到与LFO相同的压力。此外，十六烷指数估计低于2，远低于轻质燃料油（LFO），即45～55。乙醇和甲醇十六烷值通常为5。最后但并非最不重要的一点是，低润滑性能会产生需要克服的磨损挑战。 选择柴油发动机而不是otto概念符合燃料灵活性，避免爆震和普通发动机输出额定值的需要，无论是使用LFO备用燃料还是低黏度燃料。喷射系统由瓦锡兰设计并获得专利©，它使用共轨引燃喷射来实现一致的点火，以及单独的共轨（CR）液体气体喷射。2个喷射系统组合在一个共同的喷射器支架中。2个喷嘴系统组合成‘Siamese’双胞胎。2个CR系统的额定压力均为2000 bar。在低黏度燃料供应损失的情况下，主侧喷射可以切换到作为备用燃料的LFO。本文进一步描述了安全系统。 为了开发这样的燃料喷射系统，必须设计和建造注入试验台和外部液化气厂。本文将描述液体丙烷的第一个250小时测试系列。喷嘴座磨损是最初的挑战，需要开发无摩擦涂层和新的耐磨材料。 介绍了W6L32LG发动机的首次实验室实验及其工作性能。2019年实验室发动机发展计划用于燃料系统验证。瓦锡兰发动机开发的下一章开启......

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 燃料电池可能在未来的重型应用（船舶、铁路、卡车等）的动力和推进中发挥重要作用。对于具有高动态要求的主推进系统，采用H2燃料的PEM技术是正确的方法，但对于船舶应用而言，燃料柔性SOFC也可能起作用。 SOFC是一种高温燃料电池，能够在任何常规（柴油、汽油、CNG和LPG）和可再生燃料上运行。它非常适合覆盖酒店的船舶负载，甚至可以为混合动力系统（电池/燃料电池）提供推进能量。特别有趣的是将SOFC与采用冷却器耦合以提供电能，加热和冷却。 AVL在过去几年中开发了一种规模较小（～10kW）的系统。它采用天然气（或沼气），电效率高达60％。已经实施了对普遍适用和高燃料灵活性的显著改进，以能够利用多种可再生燃料，例如生物气，来自生物质气化的产物气和合成柴油。 这项工作介绍了AVLs SOFC CCHP（联合冷却，加热和动力）系统开发的现状，特别关注运输应用（海洋）。该系统是在由奥地利部BMVIT（FFG编号：843835）资助的“SOFCool”项目中开发的。 除了高电效率之外，热量之外产生冷却功率的选择是非常有吸引力的，因为它将在运输部门中实现新的应用领域，例如适用于货物运输和船舶集装箱，另一方面装载在船上和火车上的酒店需要同时产生电能，热量和冷却能。 下面的文章显示了AVL使用IKTS堆栈模块开发的SOFC系统与TU Graz开发的吸收式热泵的耦合。来自SOFC的废气热量在> 200°C时可用于操作热驱动热泵。SOFC废气热量在吸收式热泵的发生器中传递到热泵过程以产生冷却功率。为了最大化SOFC CCHP系统的冷却效率，重要的是在吸收式热泵工艺中尽可能多地利用SOFC废气热量，并且优化吸收式热泵本身的能效比。在这种情况下，研究了吸收式热泵工艺的冷水和冷却水温度对系统尺寸和系统总效率的影响。冷水和冷却水温度是根据冷却能的温度水平和来自热泵工艺的热量。可以证明，对于运输应用中所需的冷水和冷却水温度，电能和冷却能之间可以实现一个4~6的比率。该分析展示了系统的灵活性和以需求为导向，同时产生电力、热量和冷却能力。 由于液体燃料仍广泛被用于运输，平台的燃料能力从天然气扩展到柴油。SOFC的电效率和废气热输出都取决于燃料。因此，系统性能及其对热泵过程的影响进一步研究了液体燃料的运行。为了实现> 60％的高电效率，使用基于阳极气体再循环的创新柴油蒸汽重整过程。在这种情况下，将显示特定的柴油蒸汽重整测试结果。

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 随着内燃机市场的不断发展和市场动态的变化，原始设备制造商越来越需要支持跨越柴油、燃气和双燃料应用的新发动机架构。为不同的开发环境维护多个平台是一项支持和开发挑战。伍德沃德认识到了这一市场需求，并开发了下一代控制平台——大型发动机控制模块（LECM）——灵活、模块化、发动机安装和船舶认证。 LECM提供可扩展的架构，可灵活定制控制硬件架构以满足每个应用的需求，同时在发动机线上的相同硬件平台上实现标准化。LECM平台变种为发动机控制（空气/燃料控制、排气管理和后处理）、排气系统温度监控、爆震检测，基于实时压力的燃烧诊断监控和控制，以及支持点火的驱动程序、喷射和微型发动机点火提供集成和独立解决方案——所有功能都在一个模块中。 LECM提供整套应用软件，包括交钥匙解决方案、协作开发和开放平台。开放式开发环境轻松支持OEM软件和OEM应用程序框架。此外，海事认证和全套关键认证使LECM成为适用于发电、采矿和船舶等多种最终用户应用的发动机系列的理想选择。 该平台采用功能强大的数字核心设计，包括以太网，以支持基于连接和网络安全的工业互联网未来。功能强大的数字核心架构不仅支持增强的数据记录功能，还支持实时分析、诊断和预测功能，使OEM能够访问和解释越来越多的可用数据。 LECM是设计用来满足大型发动机的长产品生命周期要求。伍德沃德更新列表，提供过时管理，并维护可在新数字核心上重复使用的软件编码包，使OEM能够将其工程预算用于新的发动机技术。本文将扩展产品架构，产品型号，以及应用和系统功能如何满足未来客户需求例如提高发动机效率，减少排放，发动机保护，燃料灵活性和工业互联网。

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 在过去几年中，船舶和发动机设计已经采取了若干技术增量措施。由于极端的竞争、波动的市场和成熟的技术，今天即使是更大的船只也会产生有限的利润。数字化是提高发动机和船舶效率，提高资产可用性和创建新业务模式的技术机会。预计数字化将对航运生态系统产生巨大影响，例如在物流集成系统、港口运营、导航系统等方面。然而，利用正确的专业知识和对机械和船舶数据进行适当的收集和分析，可为船舶经营人提供明确的价值。 即使数据收集本身没有解决任何问题，也需要以正确的方式收集数据，以获得有价值的分析的前提条件。因此，WinGD在发动机支持范围内囊括数据收集监控单元（DCM），专门用于收集和可视化发动机和船舶数据。然后，考虑发动机性能和部件监控、故障排除，以及发动机诊断系统（EDS）软件的预测性维护要求，分析发动机数据，该软件专门用于分析主发动机数据。分析是3个不同分析级别的复杂编排的结果，即：热力学、基于技术诀窍和机器学习。这种分析的组合和编排提供了完整的发动机诊断图像和独特且宝贵的发动机专业知识，可以从机械和船舶数据中创造价值。 热力学分析的目标是监控发动机性能，它基于发动机的详细热物理过程模型，为每个船舶发动机定制。发动机模拟热力学模型为任何可能的发动机运行设置、环境条件和燃料类型提供“参考”发动机性能。该模型针对每个单独的发动机单独调整，并使用来自该发动机的车间测试的记录数据进行校准，使用海上试验数据进一步验证。该模型不断计算理想的发动机性能，并定义“参考最佳条件”，该条件根据船上实时测量的环境和运行条件而变化。因此，该模型是运行中真实发动机的数字双胞胎。基于分析的专业知识是建立在发动机设计专业知识的基础上，并且包括特定的机械数据，这些数据与作为发动机专家隐含知识的一部分的规则集合和算法相关。 另一个数据分析层基于对使用技术收集的数据执行的高级分析，并定义信号之间的相关性以预测引擎组件故障，并生成可操作的见解。使用的分析基于专业知识、统计和预测模型，以及机器学习算法。 故障排除应用程序为客户提供有关如何在发生警报或故障时解决发动机问题的说明。它报告问题，相关警报列表，识别所涉及的部件并自动提供受影响组件的图纸和文档。当预测特定组件的寿命终止时，系统将通知操作员允许及时交付更换部件。该应用程序将整个发动机的备件码本集成到EDS中。它可用于创建零件订单以请求交付给外部供应商。发动机数据分析可实现预测性维护。因此，发动机维护计划基于实际情况和预测变得动态，而不是机器运行基于时间的调度。EDS维护帮助客户获得维护计划的概述并记录所有维护操作。该系统旨在有效利用船东自己的技术专长、岸上人员和属于一个船队的其他船舶的经验。根据船东的要求，系统可以配置为不仅允许共享历史数据，还允许与姐妹船和分配的专家共享实时发动机性能。与传统方法相比，这可以显著提高故障排除效率，还为船员自我解决的案例添加了“虚拟体验”，实际上增加了船员对主发动机的意识和信心。与发动机诊断系统一起，可以直接向运输公司提供远程支持。使用收集的数据可以快速解决问题，优化引擎，提供操作建议，并协调进一步的技术支持。作为该服务的一部分，支持中心定期提供有关机器健康状况的报告，包括最佳发动机运行建议。