[0001] 本发明涉及用于确定改变推进器特性对船舶推进器性能的影响的方法、用于确定改变推进器特性对船舶推进器性能的影响的设备、用于确定船舶推进器的性能属性的方法、用于确定船舶上的推进器的性能属性的设备、非暂时性计算机可读存储介质以及包括所述设备和/或非暂时性计算机可读存储介质的船舶。

[0002] 背景

[0003] 船舶推进器(例如，内燃发动机)的操作受推进器特性的影响。例如，船舶的内燃发动机的燃料效率取决于多种特性，诸如操作期间供应给发动机的润滑剂类型、操作期间供应给发动机的燃料类型等等。

[0004] 需要能够准确地确定改变推进器特性对海上推进器的性能的影响，使得能够识别和采用有益的推进器特性，从而提高推进器性能。

[0081] 图1示出了根据示例的海运船舶的示例的示意性侧视图。在该实施方案中，船舶是集装箱船1。在其他实施方案中，海运船舶可以是另一种形式的货运船舶(诸如油轮、干散货船或冷藏船)，或者客运船舶或任何其他海运船舶。

[0082] 海运船舶1具有船体2和在船体2内部的一个或多个发动机室3。海运船舶1由位于发动机室3中的至少两个内燃发动机4、5(诸如两冲程自点火燃烧式发动机4、5)提供动力。所述发动机4、5驱动推进机构6(诸如一个或多个螺旋桨)。船舶1还可包括一个或多个辅助发动机(称为发电机组)，其为船舶1上的各种电力消耗装置提供电力和/或热。

[0083] 发动机4、5是船用两冲程十字头内燃发动机。在图1中示出的示例中，发动机4、5由船用重质燃料油提供动力。在其他示例(未示出)中，发动机由重质燃料油以外的燃料提供动力，所述燃料油诸如船用轻油、船用柴油、船用气油、液化天然气、液化石油气、生物燃料、甲醇、乙醇、氨、氢、甲烷、生物甲烷或它们的组合。在这些示例中，燃料可以是天然的或合成的。发动机4、5是任何合适的船用两冲程十字头内燃发动机，诸如柴油单流发动机或奥托循环发动机。技术人员将熟悉海运船舶1的部件和系统，并且因此为简洁起见，省略了对这些部件和系统的进一步详细讨论。

[0084] 图2示出了根据本发明的实施方案的示例设备200的示意性视图。图2中描绘的设备200用于确定船舶推进器的性能属性。

[0085] 用于在设备200的部件之间传送信息的通信连接器以虚线描绘。

[0086] 设备200包括第一内燃发动机202和第二内燃发动机204。在图2中描绘的设备200中，第一内燃发动机202和第二内燃发动机204对应于图1中描绘的发动机4、5。也就是说，该设备布置在船舶1上。

[0087] 发动机202、204被配置为在相同的工况下操作，不同之处在于发动机特性变化之间的差异。例如，发动机202、204被配置为在相同的工况下操作，不同之处在于要提供给发动机202、204的气缸中的每一者的气缸油的运动粘度(未示出)。

[0088] 第一发动机202被配置为经由燃料入口管道206从燃料箱(未示出)接收燃料，诸如重质燃料油。沿着燃料箱与第一发动机202之间的燃料入口管道206布置有第一入口质量流量计208，用于感测从燃料箱递送到第一发动机202的燃料质量。第一入口质量流量计208通信地连接到控制器210，使得控制器210可以获得指示在第一发动机202操作期间递送到所述第一发动机的燃料质量的信息。

[0089] 递送到第一发动机202所有燃料不一定都会在第一发动机202的操作期间被消耗。因此，该设备还包括燃料回流管道212，第一发动机202沿着所述燃料回流管道将未消耗的燃料排放到溢流罐(未示出)。

[0090] 沿着第一发动机202与溢流罐之间的燃料回流管道212布置有第一回流质量流量计214，用于感测从第一发动机202排放到溢流罐的燃料质量。第一回流质量流量计214通信地连接到控制器210，使得所述控制器可以获得指示在第一发动机202的操作期间从所述第一发动机排放的燃料质量的信息。控制器210被配置为通过确定从第一入口质量流量计208接收的指示递送到第一发动机202的燃料质量的信息与从第一回流质量流量计214接收的指示从第一发动机202排放的燃料质量的信息之间的差异来确定第一发动机202在其操作期间消耗的燃料量。

[0091] 第一发动机202包括曲轴216，用于将动力能(以旋转能的形式)从第一发动机202传递到螺旋桨(未示出)。沿曲轴216布置有第一轴功率计218，用于感测第一发动机202的功率返回。第一轴功率计218包括扭矩计和转速计。

[0092] 第一轴功率计218通信地连接到控制器210，使得控制器210可以获得指示第一发动机202在其操作期间的功率返回的信息。

[0093] 第二发动机204被配置为经由燃料入口管道226从燃料箱(未示出)接收燃料，诸如重质燃料油。沿着燃料箱与第二发动机204之间的燃料入口管道226布置有第二入口质量流量计220，用于感测从燃料箱递送到第二发动机204的燃料质量。第二入口质量流量计220通信地连接到控制器210，使得所述控制器210可以获得指示在第二发动机204的操作期间递送到所述第二发动机的燃料质量的信息。

[0094] 所述设备还包括燃料回流管道222，第二发动机204沿着所述燃料回流管道将未消耗的燃料排放到溢流罐(未示出)。沿着第二发动机204与溢流罐之间的燃料回流管道222布置有第二回流质量流量计224，用于感测从第二发动机204排放到溢流罐的燃料质量。第二回流质量流量计224通信地连接到控制器210，使得所述控制器可以获得指示在第二发动机204的操作期间从所述第二发动机排放的燃料质量的信息。

[0095] 控制器210被配置为通过确定从第二入口质量流量计220接收的指示递送到第二发动机204的燃料质量的信息与从第二回流质量流量计224接收的指示从第二发动机204排放的燃料质量的信息之间的差异来确定第二发动机204在其操作期间消耗的燃料量。

[0096] 第二发动机204包括曲轴228，用于将动力能(以旋转能的形式)从第二发动机204传递到螺旋桨(未示出)。沿曲轴228布置有第二轴功率计230，用于感测第二发动机204的功率输出。第二轴功率计230包括扭矩计和转速计。

[0097] 第二轴功率计230通信地连接到控制器210，使得控制器210可以获得指示第二发动机204在其操作期间的功率输出的信息。

[0098] 控制器210被配置为基于从流量计208、214、220、224和轴功率计218、230获得的信息而确定第一发动机202的燃料效率和第二发动机204的燃料效率。

[0099] 控制器210通信地连接到发射器232，适当地为卫星发射器。控制器210和发射器232被配置为将第一发动机202的所确定的燃料效率和第二发动机204的所确定燃料效率传输到远离船舶的接收器。

[0100] 图3示出了说明根据本发明的实施方案的方法300的示例的流程图。图3中描绘的示例是利用图2中描绘的设备200能够执行的用于确定内燃发动机的燃料效率的方法300。在相关之处，在图3的描述中引用了设备200的附图标记以帮助理解。

[0101] 方法300包括在第一时间段内以发动机特性的第一变化操作302第一内燃发动机202。在该示例中，该变化是在发动机202的操作期间在第一时间段内递送到发动机的气缸油的第一运动粘度。

[0102] 方法300还包括确定304第一发动机202在第一时间段期间的燃料效率。确定304包括获得指示在第一时间段内通过第一发动机202的操作所消耗的燃料质量的信息(例如，递送到发动机202的燃料减去从发动机202排放的燃料)和指示在第一时间段内第一发动机202的功率输出的信息。

[0103] 在该示例中，该确定仅基于与第一发动机的稳定状态操作有关的信息。例如，第一时间段不包括第一发动机202不在稳定状态状况下操作的时间段。

[0104] 方法300还包括：在第一时间段内以发动机特性的第二变化与第一内燃发动机202同时操作306第二内燃发动机204。在该示例中，该变化是在发动机204的操作期间在第二时间段内递送到发动机的气缸油的第二运动粘度，其中所述第二运动粘度不同于所述第一运动粘度。

[0105] 方法300还包括确定308第二发动机204在第一时间段期间的燃料效率。确定308包括获得指示在第一时间段内通过第二发动机204的操作所消耗的燃料质量的信息(例如，递送到发动机204的燃料减去从发动机204排放的燃料)和指示在第一时间段内第二发动机204的功率输出的信息。

[0106] 方法300还包括将指示第一发动机202和第二发动机204的燃料效率的信息传输310到远离船舶的接收器。传输310以10分钟的间隔执行一次。

[0107] 图4示出了根据本发明的实施方案的示例设备400的示意性视图。

[0108] 设备400包括接收器402，用于在船舶1上的发动机202、204的操作期间接收指示第一发动机202和第二发动机204的燃料效率的信息。例如，接收器402被配置为接收来自图2中示出的发射器232的信息。

[0109] 设备400还包括控制器404。控制器404通信地连接到接收器402，使得控制器404可以获得指示第一发动机202和第二发动机204的燃料效率的接收信息。

[0110] 控制器404包括处理器406。处理器406被配置为执行图5中描绘的方法500，如下文进一步描述的。

[0111] 图5示出了说明根据本发明的另一实施方案的方法500的示例的流程图。图5中描绘的方法500可利用图4中描绘的设备400适当地执行。

[0112] 图5中描绘的方法500涉及确定发动机的燃料效率差异。其他示例(未描绘)可能替代地涉及确定其他推进器性能属性(诸如，空气排放量)之间的差异。

[0113] 方法500包括：基于发动机202在第一时间段内的操作以发动机特性的第一变化获得502指示第一发动机202的燃料效率的信息。如上所述，在该示例中，发动机特性的第一变化是递送到发动机202的气缸油的第一运动粘度。

[0114] 方法500还包括：基于发动机204与第一发动机202同时在第一时间段内的操作以发动机特性的第二变化获得504指示第二发动机204的燃料效率的信息。在该示例中，发动机特性的第二变化是递送到发动机204的气缸油的第二运动粘度，所述第二运动粘度不同于所述第一运动粘度。

[0115] 方法500还包括：确定506第一发动机202在第一时间段内使用具有第一运动粘度的气缸油操作时的燃料效率与第二发动机204在第一时间段内使用具有第二运动粘度的气缸油运操作时的燃料效率之间的差异。

[0116] 确定506包括确定所获得信息的正态性和同方差性，以及确定所获得信息之间的差异，并确定所述差异的统计意义。

[0117] 在一些示例中，方法500在确定506第一时间段内的燃料效率之间的差异之后结束。然而，图5中描绘的方法500代表“ABA”测试方法。

[0118] 方法500还包括：基于发动机202在第二时间段内的操作以发动机特性的第二变化获得508指示第一发动机202的燃料效率的信息。也就是说，在第二时间段期间，第一发动机202使用具有第二运动粘度的气缸油操作。

[0119] 方法500还包括：基于发动机204与第一发动机202同时在第二时间段内的操作以发动机特性的第一变化获得510指示第二发动机204的燃料效率的信息。也就是说，在第二时间段期间，第二发动机204使用具有第一运动粘度的气缸油操作。

[0120] 方法500还包括：确定512第一发动机202在第二时间段内使用具有第二运动粘度的气缸油操作时的燃料效率与第二发动机204在第二时间段内使用具有第一运动粘度的气缸油运操作时的燃料效率之间的差异。

[0121] 确定512包括确定所获得信息的正态性和同方差性，以及确定所获得信息之间的差异，并确定所述差异的统计意义。

[0122] 方法500包括：基于发动机202在第三时间段内的操作以发动机特性的第一变化获得514指示第一发动机202的燃料效率的信息。也就是说，在第三时间段期间，第一发动机202使用具有第一运动粘度(即，与在第一时间段期间采用的相同的发动机特性变化)的气缸油操作。

[0123] 方法500还包括：基于发动机204与第一发动机202同时在第三时间段内的操作以发动机特性的第二变化获得516指示第二发动机204的燃料效率的信息。也就是说，在第三时间段期间，第二发动机204使用具有第二运动粘度(即，与在第一时间段期间采用的相同的发动机特性变化)的气缸油操作。

[0124] 方法500还包括：确定518第一发动机202在第三时间段内使用具有第一运动粘度的气缸油操作时的燃料效率与第二发动机204在第三时间段内使用具有第二运动粘度的气缸油运操作时的燃料效率之间的差异。

[0125] 确定518包括确定所获得信息的正态性和同方差性，以及确定所获得信息之间的差异，并确定所述差异的统计意义。

[0126] 方法500还包括：确定520第一时间段、第二时间段与第三时间段的燃料效率差异的平均值(均值)。在计算均值差异时，使用差异的模数，使得例如在第二时段期间确定的差异不会否定第一时段期间确定的差异。通常，“ABA”测试方法500能够以统计意义将燃料效率的差异确定到0.5％或0.1％的准确度。在特定示例中，第一时间段、第二时间段和第三时间段中的每一者具有至少14天的持续时间，并且“ABA”测试方法500能够以统计意义将燃料效率的差异确定到0.1％的准确度。

[0127] 方法500还包括将确定的差异归因于522发动机特性变化之间的差异。例如，方法500包括确定燃料效率的差异源于所采用的气缸油之间的运动粘度的差异。

[0128] 图6示出了根据示例的非暂时性计算机可读存储介质600的示意图。非暂时性计算机可读存储介质600存储指令630，所述指令在由控制器610的处理器620执行时致使处理器620执行根据示例的方法。在示例中，指令630包括用于执行本文所述的任何示例方法(诸如上面参考图5所描述的方法500)的指令。

[0129] 在其他实施方案中，可将上述实施方案中的两者或更多者进行组合。在其他实施方案中，可将一个实施方案的特征与一个或多个其他实施方案的特征进行组合。

[0130] 已特别参考示出的示例来讨论本发明的示例实施方案。然而，将了解，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可进行变化和修改。