增壓中冷LNG-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性研究.pdf

1、柴油機(jī)因其高效的能源利用方式、良好的動(dòng)力性、較強(qiáng)的適應(yīng)性和高可靠性被廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。目前全世界正面臨能源短缺和環(huán)境惡化的雙重威脅，替代燃料可有效改善能源結(jié)構(gòu)和控制排氣污染，天然氣是一種儲(chǔ)量豐富、熱效率高、經(jīng)濟(jì)性好的清潔能源，是目前內(nèi)燃機(jī)代用燃料研究的重點(diǎn)之一。天然氣作為替代燃料在車用領(lǐng)域的應(yīng)用已相對(duì)成熟，在航運(yùn)行業(yè)以天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)為主的LNG燃料動(dòng)力船正在成為行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。由于船舶的特

2、殊性，我國天然氣在船用柴油機(jī)上的應(yīng)用尚處于試點(diǎn)階段，有必要對(duì)現(xiàn)有天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在船用柴油機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行試驗(yàn)研究，對(duì)當(dāng)前典型的船用天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)行排放評(píng)估，并提出改善船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能的方案。
　　本文以船用Z6170柴油機(jī)為原型機(jī)，在不改變其參數(shù)和結(jié)構(gòu)的前提下，采用典型的單點(diǎn)進(jìn)氣技術(shù)將該型柴油機(jī)改裝為L(zhǎng)NG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，依據(jù)船用柴油機(jī)臺(tái)架性能試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，搭建雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架，并根據(jù)船

3、用柴油機(jī)使用特點(diǎn)制定雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方案，對(duì)改裝后雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的排放特性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行了研究。主要工作內(nèi)容如下：
　　1、在分析雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)改裝原理基礎(chǔ)上，分別采用不同的單點(diǎn)進(jìn)氣方式將Z6170柴油機(jī)改裝成LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；
　　2、依據(jù)船用柴油機(jī)臺(tái)架性能試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，搭建雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架，并根據(jù)船用柴油機(jī)使用特點(diǎn)制定雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方案；
　　3、分別對(duì)不同進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放試驗(yàn)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)

4、行處理和分析；
　　4、將雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)結(jié)果與原柴油機(jī)進(jìn)行對(duì)比，提出改進(jìn)當(dāng)前簡(jiǎn)單改裝雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能的方案。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：采用當(dāng)前典型技術(shù)簡(jiǎn)單改裝的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下當(dāng)量過量空氣系數(shù)均不同程度減小，缸外進(jìn)氣方式對(duì)過量空氣系數(shù)影響較大；雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性良好，能耗略差于柴油機(jī)；替代率對(duì)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況影響明顯，高負(fù)荷高替代率時(shí)燃燒較粗暴，低負(fù)荷時(shí)燃燒狀況較差；雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)HC和CO排放量遠(yuǎn)高于柴油機(jī)，負(fù)荷特