船舶双燃料柴油机喷射策略优化

作     者：隋玉鑫 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：甘辉兵;王立成

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

主      题：双燃料柴油机仿真 停缸 分形燃烧模型 转速波动 燃油经济性 

摘      要：LNG(液化天然气)是一种低排放且相对具有成本效益的船舶燃料,双燃料柴油机能够有效提高发动机的经济性和排放性能。建立能够反映双燃料柴油机稳定工况下瞬态性能的数学模型,对双燃料柴油机的控制和性能优化都有重要的意义。双燃料柴油机的燃料由天然气和柴油组成。压缩阶段,天然气和空气在气缸内形成均质混合气体。在接近上止点前喷入柴油,一段时间后被高温均质气体点燃。燃烧的柴油(气体)点燃均质混合气体。双燃料柴油机燃烧过程由引燃柴油的喷雾扩散燃烧和缸内均质混合气的火焰传播过程共同组成。本文对柴油的燃烧用已能达到较好的效果的Wiebe函数来描述,对于均质混合气的燃烧使用分形理论计算湍流燃烧速率。本文以MAN B&W公司的6S80ME-C9-GI双燃料柴油机为仿真对象。建立的仿真模型模型的边界是:双燃料柴油机的气缸、轴系、螺旋桨和船体。通过双燃料柴油机单缸建模仿真得到单缸输出扭矩,通过转角延迟和叠加得到整机曲轴旋转一周的输出扭矩。输出扭矩和螺旋桨的负载扭矩作用在轴系上,对转速产生影响。通过对柴油模式和天然气模式一定转速、不同负荷进行仿真,研究不同负荷下天然气浓度对燃烧以及输出扭矩的影响。通过在中低负荷下对双燃料柴油机采用停缸,研究对柴油模式和天然气模式的转速和燃料消耗量的影响。