天然气由于其储量大，碳氢含量比较低，价格较低等优点成为当今社会公认的清洁型替代燃料。按照天然气的储存方式可以分为两种：第一种是将天然气压缩，称为压缩天然气（CNG）；第二种是采用低压低温液化储存，称为液化天然气（LNG）。传统CNG发动机已经发展了近百年，技术十分成熟，而LNG发动机是近些年来才被研制开发出来，虽然技术不够成熟，但是有很大发展空间。LNG相对于CNG有更多优点：LNG储存压力远低于CNG；LNG净化工艺要求更严格；LNG在加工过程中蕴藏了很大的冷能，气化时需要吸收大量的热能，帮助发动机进行散热使发动机保持在正常的工作温度范围内，具有一定的经济性[3]。

但由于LNG燃点较高，传统柴油机的压缩点燃方式不能达到LNG的燃点，于是人们决定研制出柴油LNG双燃料发动机，既能保证新型发动机相对于传统柴油机工作效率，性能动力不变甚至更好还能满足人们对环境保护和节约资源的要求。而要研制出这种双燃料发动机就随之出现了很多问题，例如喷油策略的选择。文献综述

LNG/柴油双燃料发动机，因为柴油燃烧排放物污染严重，所以其中柴油只是用来引燃主燃料LNG的，引燃柴油量十分少，燃料大部分依旧是LNG[4]。双燃料发动机保留原柴油机的进排气系统、柴油供给系统等结构，为了保证原柴油机的功率性能，并没有对原柴油机的内部结构进行改动，主要是将主燃料从柴油替换成LNG。

到目前为止，几乎没有公司专门生产柴油LNG双燃料发动机，都是改装传统柴油机。例如本文就是采用L21/31中速船舶柴油机改装的。暂时已知的柴油LNG双燃料发动机喷油策略有两种，是根据改变引燃柴油的喷射时刻来实现的。第一种是在发动机压缩行程快要结束的时候向气缸内喷入主燃料LNG，LNG在气缸内迅速气化并与缸内的空气充分混合，形成均匀混合气之后，向缸内喷入引燃柴油，这种喷油方式相当于柴油引燃均匀空气天然气混合气体。第二种喷油策略是，同样在压缩行程快要结束的时候，这次先喷入的是引燃柴油，柴油开始燃烧，待形成稳定着火源之后，喷入主燃料LNG，LNG气化在缸内开始扩散燃烧，这种喷油方式相当于柴油引燃缸内直喷LNG。但第一种方式的平均有效压力无法和传统柴油机相媲美，对发动机效率影响很大[5]。

1。2 课题发展现状以及国内、外研究与发展趋势

1。2。1 双燃料发动机喷油策略国内外的研究现状

1。2。2数值模拟的国内外研究现状与发展趋势

1。3 本文主要的研究工作

柴油LNG双燃料发动机可以解决传统柴油机的排放问题，还能解决LNG液喷发动机的LNG燃烧困难、功率下降等问题。想要研发出合理的柴油LNG双燃料发动机，喷油策略的选择是一个重要的步骤。目前有两种喷油策略可供选择：第一种是先喷入主燃料LNG，待LNG与缸内空气混合之后喷入引燃柴油开始燃烧；第二种喷油策略是先喷入引燃柴油点燃缸内空气再喷入主燃料LNG开始燃烧[15]。

本文以L21/31中速船舶柴油机改装成的柴油LNG双燃料发动机为研究对象，目的是保证新型发动机较原传统柴油机功率性能不变，最大程度上减小NOx的排放。两种喷油策略的参数分别在放热速率、缸内平均温度、缸内平均压力、NOx的排放四个方面进行模拟研究对比。为改装成的柴油LNG双燃料发动机参数提供理论依据，具体研究内容如下：

1。运用AutoCAD软件绘制燃烧室二维几何模型，以dxf格式导入到FIRE软件中的ESE-DIESEL模块，FIRE软件会进行自动网格划分；来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-