船用LNG-柴油雙燃料發動機排放特性研究.pdf

1、全球性的能源危機和環境問題使得替代能源型內燃機研究成為一個重要開拓方向。其中由純柴油機改裝而成的天然氣/柴油雙燃料發動機因改裝簡易、經濟性好、熱效率高等優點更成為內燃機研究的重點方向之一。
　　本課題將上柴船用G128ZLCa2-WX柴油機改裝成液化天然氣(LNG)/柴油雙燃料發動機，結合船用發動機螺旋槳推進特性和發電特性，通過發動機臺架試驗來研究雙燃料發動機的排放特性。本文的研究內容主要集中在以下幾個方面：
　　1)立足于

2、液化天然氣的理化特性分析基礎上，結合目前國內船舶市場發展，提出了液化天然氣/柴油雙燃料發動機的改裝與設計方案。
　　2)依據船用柴油機的常見工作特性，利用搭建的試驗臺架，展開兩種不同缸外進氣方式的雙燃料發動機排放試驗研究。這里又包括以下幾個部分。
　　a.在螺旋槳推進特性下，對比兩種不同類型的雙燃料發動機排放性能；
　　b.研究了柴油質量替代率、負荷、轉速對發動機的排放影響；
　　c.在多點噴射式雙燃料發動機上研

3、究了燃氣噴射提前角對排放變化影響；
　　d.利用排放數據、缸壓以及排溫，對雙燃料發動機排放情況進行簡單的分析。
　　3)根據目前雙燃料排放模型的研究現狀，提出了基于徑向基函數(RBF)網絡的排放模型。并利用Matlab軟件建立起了雙燃料發動機的RBF網絡排放模型。
　　試驗研究表明，雙燃料發動機C O/HC排放明顯差于比原機，同時進氣歧管多點噴射式雙燃料發動機排放性能相對而言更好一點。替代率、負荷、轉速幾個因素對排放都

4、有顯著影響。隨著替代率的增加，HC濃度值幾乎呈線性遞增趨勢，CO增長趨勢相對較小，而N O x基本不變；負荷增大時，HC排放性能有很大程度提高；相同功率下，轉速越高，排放性能越差；噴氣提前角處于上止點位置附近，雙燃料發動機排放性能處于最好。噴氣提前角的改變對NOx排放基本無影響，而CO排放呈現規律性變化。
　　在小負荷時，雙燃料發動機缸壓變化情況基本同原機一樣。此時由于天然氣較慢的燃燒速度是造成THC和C O劇烈上升的主因；中大負