高压直喷天然气双燃料低速船机的数值模拟研究

摘要

以天然气作为船用低速二冲程柴油机的燃料,不仅有降低运程成本的潜力,同时相比传统重质燃油有较好的排放.本文采用多维数值模拟的方法,研究了高压直喷(HPDI)天然气双燃料低速船机中天然气和引燃油喷嘴布置不同引起的油气空间分布对燃烧过程和排放的影响.研究结果表明,引燃油与天然气喷束方向重合时,由于柴油滞燃期被延长导致初始压升率较高,缸压峰值较大,缸内温度明显大于其它方案,使得NOx排放劣于其它方案,同时引燃油着火时与活塞接触发生壁面淬熄导致NMHC排放远远大于其他方案,HC排放最高;而比较油束夹角为90°和150°,天然气初始喷束形态和被引燃区域存在差异,不仅影响了燃烧放热过程和缸内平均温度曲线,使得S150J的NOx排放最低,也导致最终S90J方案下缸内存在更大区域的低当量比区域,CH4排放最高.