船舶發(fā)動機是航運領域的主要動力裝置,在促進航運和經(jīng)濟的同時,也造成了嚴重的環(huán)境污染。為了控制船舶造成的污染物排放,國際海事組織制定了的嚴格的船舶污染物排放法規(guī)。通過缸內(nèi)控制燃燒和后處理技術可以有效的降低污染物排放。由于天然氣儲量豐富、能量密度高、價格低且排放性好等特性,使其成為最佳理想的發(fā)動機替代燃料。近年來,隨著雙燃料發(fā)動機的不斷發(fā)展,柴油-天然氣雙燃料發(fā)動機的越來越被人們重視。優(yōu)化雙燃料發(fā)動機,使其擁有更高的燃燒效率,更好的排放性成為近年來研究的熱點。本文以MAN 8L51/60DF船用中速四沖程雙燃料發(fā)動機為研究對象,使用米勒循環(huán)與噴射策略優(yōu)化雙燃料發(fā)動機低負荷工況運行時的燃燒與排放性能。使用AVL-BOOST軟件建立雙燃料發(fā)動機燃氣模式下的一維仿真模型。模型經(jīng)過合理的假設,結(jié)合了 Vibe雙區(qū)模型與外部混合預測模型,建立了雙燃料發(fā)動機燃氣模式全負荷仿真模型。模型根據(jù)發(fā)動機出廠驗收報告進行驗證,參數(shù)誤差在3%以內(nèi)。在一維仿真中,分析了增壓壓力、進氣門關閉時刻、壓縮比對功率、油耗率、NOx排放以及爆發(fā)壓力的影響。結(jié)果表明,單獨增大增壓壓力與壓縮比會提高燃燒效率,與此同時會造成NOx... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３?ＭＡＲＰＯＬ附則ＶＩ燃油含硫量限值??Ｆｉｇ．?１．３?ＭＡＲＰＯＬ?Ａｎｎｅｘ?ＶＩ?ｆｔｉｅｌ?ｓｕｌｆｕｒ?ｌｉｍｉｔｓ??－２?－??

?大連海事大學碩士學位論文???全球范圍內(nèi)排放控制區(qū)具體分布如圖１．４所示從圖中可以看出，在亞洲排放控??制區(qū)較少，日本和韓國等發(fā)達國家都在排放控制區(qū)內(nèi)。船舶發(fā)動機造成的大氣污染不容??忽視，因此積極開發(fā)船舶發(fā)動機減排技術，對緩解能源危機以及迎接不斷嚴格的排放法??規(guī)帶來的挑戰(zhàn)有著重要的意義。??ｗｍ???＼丄＿?？?，???ＥＣＡ?Ｚｏｎｅ?ＥＣＡ?Ａｒｅａ?Ｚｏｎｅ?Ｃｏｄｅ?Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ?ＥＣＡ?Ｚｏｎｅ?ＥＣＡ?Ａｒｅａ?Ｚｏｎｅ?Ｃｏｄｅ?Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ??ＵＳ?Ｅａｓｔ?Ｃｏａｓｔ?／?ｌａｋｅｓ?２?１?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｖａｔｕｅｓ?Ｗｅｓｔ?Ｃａｎａｄａ?２?９??ＵＳ?Ｗｅｓｔ?Ｃｏａｓｔ?Ｎｏｒｔｈ?２?２?隱?２００；?Ｍｅｄｉｔｅｒｒａｎｅａｎ?Ｓｅａ?３?１０?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｖａｌｕｅｓ??ＵＳ?Ｗｅｓｔ?Ｃｏａｓｔ?Ｓｏｕｔｈ?２?７?２００?Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ?４?１１?ｇ?２００??Ｈａｗａｉｉ?２?３?２００?Ｎｅｗ?Ｚｅａｌａｎｄ?５?１２?２００??Ｇｕｌｆ?ｏｆ?Ｍｅｘｉｃｏ?２?４?２００?｜?Ａｕｓｔｒａｌｉａ?５?１３??Ｐｕｅｒｔｏ?Ｒｉｃｏ?２?５?２００?Ｊａｐａｎ?６?１４?２００??Ｎｏｒｔｈ?Ｓｅａ?／?Ｂａｌｔｉｃ?Ｓｅａ?１?６?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｖａｌｕｅｓ?Ｋｏｒｅａ?７?１５?２００??Ｅａｓｔ?Ｃａｎａｄａ?２?８?｜｜＾＿２００??圖１．４?ＥＣＡ排放控制區(qū)［１】??Ｆｉｇ．?１．４?ＥＣＡ?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?

氣??的主要成為為甲烷，是一種非常清潔的燃料，天然氣作為發(fā)動機替代燃料有著一定的歷??史［１］。天然氣發(fā)動機根據(jù)燃燒方式的不同可以分為火花點燃式單一燃料發(fā)動機ｍ與天然???氣作為主燃料，柴油等高活性燃料作為引燃油燃料的雙燃料發(fā)動機［８】。??雙燃料發(fā)動機根據(jù)天然氣噴射方式分為兩種％?—種為進氣道預混合噴射另一??種為天然氣缸內(nèi)直噴Ｍ?進氣道混合可按照噴油器布置位置分為進氣總管噴射與進氣??歧管噴射。近年來隨著國際油價的上漲和排放法規(guī)的限制，國內(nèi)內(nèi)河船舶“油改氣”進程??不斷推進。如圖１．．６所示，國內(nèi)柴油機“油改氣”方案主要有兩種，兩種都屬于Ｐｉｌｏｔ－ＤＦ??燃燒方式。方案Ａ中燃氣噴射位置在圖中①位置，需要增加燃氣混合器和控制系統(tǒng)：方??案Ｂ中燃氣噴射位置在圖中②位置，此種方式需要在每缸進氣支管單獨增加燃氣噴嘴，??增加？套控制系統(tǒng)。由于燃氣噴嘴位置靠近進氣門，燃氣可以快速的與空氣混合。高壓??直噴天然氣發(fā)動機也可以應用于“油改氣”改造。與Ｐｉｌｏｔ－ＤＦ燃燒方式不同，此種燃燒方??式屬于高壓缸內(nèi)直噴（Ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｒｅｃｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎ，?ＨＦ＊Ｄ丨〉，天然氣噴射位置在圖中③??位置。此種改造需要增加或者更換一體化噴油器，改造與控制都較為復雜。如圖１．７所??示，燃油在壓縮末期上止點前噴入，隨后髙壓燃氣噴入氣缸繼續(xù)燃燒。??Ａ?Ａ?Ａ?Ａ?Ａ???－ＪＷＬ??圖１．６天然氣噴射位置??Ｆｉｇ．?１．６?Ｇａｓ?ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ?ｌｏｃａｔｉｏｎ??￣?５?＿??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]輪機模擬器發(fā)動機建模方法研究[D]. 唐元元.大連海事大學 2018
[2]天然氣/柴油雙燃料發(fā)動機燃燒的數(shù)值研究及優(yōu)化[D]. 吳振闊.湖南大學 2018
[3]基于解耦法的柴油和生物柴油表征燃料骨架反應機理研究[D]. 常亞超.大連理工大學 2016

碩士論文
[1]船用中速雙燃料發(fā)動機微引燃策略仿真研究[D]. 王桂新.武漢理工大學 2017
[2]船用天然氣—柴油雙燃料發(fā)動機性能數(shù)值研究[D]. 任川.大連海事大學 2013



本文編號：3403912