扫气压力对船用天然气/柴油双燃料发动机燃烧排放的影响

摘要

为研究扫气压力对缸内直喷船用双燃料发动机燃烧排放特性的影响规律,在通过试验数据对模型验证的基础上,采用有限容积法进行燃烧过程方程组的离散,同时采用半隐式法进行多变量耦合数值求解,分别就船用天然气/柴油双燃料发动机不同扫气压力对发动机缸内压力、缸内温度、缸内湍流和排放产物的影响进行了数值计算。结果表明：扫气压力的提高可导致缸内最大爆压增大,缸内最高温度与缸内湍流动能峰值降低;同时NO和CH4排放量均随扫气压力的提高呈下降趋势;扫气压力每提高0.25 bar,缸内最大爆压平均升高5%,而缸内最高温度平均降低2.5%,缸内湍流动能峰值平均降低6.9%,NO排放量减少7.8%,CH4排放量减少10.9%,扫气压力对CH4排放的影响比对NO排放的影响更明显。研究表明,船用天然气/柴油双燃料发动机在运行过程中,应在发动机热负荷允许的范围内,尽可能采用高的扫气压力,以降低未燃CH4和NO的排放,从而提升发动机的动力性和经济性。