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

1、全球性的能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題使得替代能源型內(nèi)燃機(jī)研究成為一個(gè)重要開(kāi)拓方向。其中由純柴油機(jī)改裝而成的天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)因改裝簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)性好、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)更成為內(nèi)燃機(jī)研究的重點(diǎn)方向之一。
　　本課題將上柴船用G128ZLCa2-WX柴油機(jī)改裝成液化天然氣(LNG)/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)合船用發(fā)動(dòng)機(jī)螺旋槳推進(jìn)特性和發(fā)電特性，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)來(lái)研究雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的排放特性。本文的研究?jī)?nèi)容主要集中在以下幾個(gè)方面：
　　1)立足于

2、液化天然氣的理化特性分析基礎(chǔ)上，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)船舶市場(chǎng)發(fā)展，提出了液化天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的改裝與設(shè)計(jì)方案。
　　2)依據(jù)船用柴油機(jī)的常見(jiàn)工作特性，利用搭建的試驗(yàn)臺(tái)架，展開(kāi)兩種不同缸外進(jìn)氣方式的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放試驗(yàn)研究。這里又包括以下幾個(gè)部分。
　　a.在螺旋槳推進(jìn)特性下，對(duì)比兩種不同類(lèi)型的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能；
　　b.研究了柴油質(zhì)量替代率、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放影響；
　　c.在多點(diǎn)噴射式雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上研

3、究了燃?xì)鈬娚涮崆敖菍?duì)排放變化影響；
　　d.利用排放數(shù)據(jù)、缸壓以及排溫，對(duì)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。
　　3)根據(jù)目前雙燃料排放模型的研究現(xiàn)狀，提出了基于徑向基函數(shù)(RBF)網(wǎng)絡(luò)的排放模型。并利用Matlab軟件建立起了雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的RBF網(wǎng)絡(luò)排放模型。
　　試驗(yàn)研究表明，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)C O/HC排放明顯差于比原機(jī)，同時(shí)進(jìn)氣歧管多點(diǎn)噴射式雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能相對(duì)而言更好一點(diǎn)。替代率、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速幾個(gè)因素對(duì)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(xiàn)性遞增趨勢(shì)，CO增長(zhǎng)趨勢(shì)相對(duì)較小，而N O x基本不變；負(fù)荷增大時(shí)，HC排放性能有很大程度提高；相同功率下，轉(zhuǎn)速越高，排放性能越差；噴氣提前角處于上止點(diǎn)位置附近，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能處于最好。噴氣提前角的改變對(duì)NOx排放基本無(wú)影響，而CO排放呈現(xiàn)規(guī)律性變化。
　　在小負(fù)荷時(shí)，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓變化情況基本同原機(jī)一樣。此時(shí)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(fù)