船用LNG-柴油雙燃料發(fā)動機排放特性研究.pdf

1、全球性的能源危機和環(huán)境問題使得替代能源型內(nèi)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(fā)動機因改裝簡易、經(jīng)濟性好、熱效率高等優(yōu)點更成為內(nèi)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(fā)動機，結(jié)合船用發(fā)動機螺旋槳推進特性和發(fā)電特性，通過發(fā)動機臺架試驗來研究雙燃料發(fā)動機的排放特性。本文的研究內(nèi)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(chǔ)上，結(jié)合目前國內(nèi)船舶市場發(fā)展，提出了液化天然氣/柴油雙燃料發(fā)動機的改裝與設(shè)計方案。
　　2)依據(jù)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(fā)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(fā)動機排放性能；
　　b.研究了柴油質(zhì)量替代率、負荷、轉(zhuǎn)速對發(fā)動機的排放影響；
　　c.在多點噴射式雙燃料發(fā)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(shù)據(jù)、缸壓以及排溫，對雙燃料發(fā)動機排放情況進行簡單的分析。
　　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)動機的RBF網(wǎng)絡(luò)排放模型。
　　試驗研究表明，雙燃料發(fā)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(fā)動機排放性能相對而言更好一點。替代率、負荷、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)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(xiàn)規(guī)律性變化。
　　在小負荷時，雙燃料發(fā)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