船用雙燃料發(fā)動機性能與排放的仿真與優(yōu)化.pdf

1、柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機相對于純柴油發(fā)動機的燃料經(jīng)濟性和排放都得到了改善，但是，純柴油發(fā)動機的部分結構參數(shù)并不能很好的匹配雙燃料燃燒模式，使得燃料經(jīng)濟性和排放特性未能達到預期的效果，針對此問題本文對雙燃料發(fā)動機進行了性能仿真研究，提出相關的優(yōu)化改進措施。
　　雙燃料的燃燒包含柴油的擴散燃燒、天然氣的預混合燃燒以及柴油和天然氣的混合燃燒，燃燒過程十分復雜。目前現(xiàn)有的性能仿真軟件都沒有完善的雙燃料燃燒模型，而本文以GT-POWER7.

2、3多燃料預測燃燒模型“DIJet”為基礎，并經(jīng)過大量實驗數(shù)據(jù)修正，建立R6160雙燃料發(fā)動機整機模型，經(jīng)過標定的各項性能參數(shù)均在5％的仿真誤差限內(nèi)，證明了整機模型的可靠性。
　　基于標定好的模型，研究了天然氣替代率、噴油正時以及過量空氣系數(shù)對雙燃料發(fā)動機性能與排放的影響。研究表明：運行在高的天然氣替代率下，可以改善整機燃油經(jīng)濟性和NOx排放特性；推遲噴油3度曲軸轉(zhuǎn)角，可以使雙燃料燃燒模式發(fā)動機NOx排放得到優(yōu)化；過量空氣系數(shù)對雙燃

3、料發(fā)動機影響比較大，尤其在低負荷工況下，需要較低的過量空氣系數(shù)來改善發(fā)動機燃燒，使綜合燃油消耗率下降。
　　為了進一步改善雙燃料發(fā)動機 NOx排放，本文對廢氣再循環(huán)（Exhaust Gas Recirculation）和米勒循環(huán)（Miller cycle）進行了仿真研究。研究表明：在中高負荷工況下，使用較低的EGR率可以降低NOx排放；在低負荷工況下，使用高的EGR率來改善NOx排放，但燃油消耗率上升；進氣提前關米勒循環(huán)相對于進氣