化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
化工能源 Chemical Energy
天然气/柴油双燃料发动机研究现状分析
李玉兰1.2，王谦2
第42卷第8期
2016年8月
（1.镇江高等职业技术学校，江苏镇江212016；2.江苏大学能源与动力学院，江苏镇江212013）摘要：随着世界传统能源的日益乏，以及排放污染问题的日益加重，天然气天然气/柴油双燃料发动机的开发和应用
成为发动机行业新的研究热点。从传统燃料发动机面临的问间题、新型燃料发动机发展前录和天然气发动机的特点分析了天然气/柴油双燃料发动机研究背景：综述了天然气/柴油双燃料发动机研究现状，提出了天然气/荣油双燃料发动机需要继续研究的方面，对开发和设计天然气/巢油双然料发动机提供了一定的参考价值。
关键词：天然气：荣油：双燃料发动机中图分类号：TK438.9文献标志码：A
文章编号：1003-6490（2016）08-0087-02
ResearchStatus of NaturalGas/DieselDualFuelEngine
Li Yu-lan, Wang Qian
Abstract : with the increasing scarcity of traditional energy sources, and the increasing pollution of the emission, the development and application of natural gas/diesel dual fuel engine has become a new research hotspot in the engine industry.This paper from the traditional fuel engine problems, new fuel engine and development prospect of natural gas engine and analyzes the characteristics of natural gas/diesel dual fuel engine research background ; summarized the natural gas/diesel dual fuel engine research status, the natural gas/diesel dual fuel engine needs to continue to study, to the development and design of natural gas/diesel dual fuel engine to provide a certain reference valuc.
Key words : natural gas : diesel fuel :; dual fuel engine
1天然气/柴油双燃料发动机研究背景 1.1传统燃料发动机面临的问题
随着时代的不断发展，全世界人口也在不断增加，对传统能源的消耗也不断增加，全球都面临着能源危机，石油资源可开采量也日益减少。因此传统燃料发动机面临的间题主要来自两个方面。一方面柴油作为一种石油资源，全球油价不断攀升，一度造成了严重“油荒”。
另一方而传统柴油机尾气排放污染间题。传统柴油机尾气污染物中含有氨氧化物（NOx）、二氧化碳，未然的碳氢化合物（HC)、微粒物（PM）等，这些尾气排放危害成为人类生存环境的主污染物来源。在传统燃料的柴油机行业，各类排放法规对污染物的控制越来越严格。因此，改善柴油机污染势在必行。
1.2
新型燃料发动机发展前景
为了解决传统燃料发动机所面临的间，新型燃料发动机的研究得到日益关注。目前，解决柴油机尾气污染间题的热门方法是使用替代燃料，包括生物质燃料，LPG和天然气等，其中天然气具有清洁环保高效的优势，受到越来越多研究者的关注，已经成为发动机替代燃料研究热点。所以以天然气
为代表的新型燃料发动机的发展前量是非常乐观的 1.3天然气发动机的特点分析
目前天然气发动机使用的燃料分为两种，分别是气态天然气和液态天然气。甲烷（CH）是天然气的主要成分，通常占90%以上，有些纯度高的天然气，甲烧含量甚至达到 95%~98%，因此天然气的物理化学性质十分接近甲烷。与其它化学燃料相比，它具有以下优点：
（1）燃烧清洁。天然气单位能量中的碳元素含量低于其柴油和汽油，因此百公里产生的CO,排放明显降低
（2）可在高压缩比条件下工作。天然气辛烷值很高，约为130。因此天然气具有优良的抗暴性，一方面发动机工作稳定，压力升高速率平缓：另一方面，可通过增大压缩比、改进点火提前角等方式改善混合气热值低，进气效率低的缺陷，提高天然气发动机的动力性。
（3）天然气汽车冷启动性能好
（4）天然气射流发展速度快，射流的贯穿距与锥角增加，收稿日期：201608-10
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51176066)）
作者简介：李玉兰（1980一），女，安散涡阳人，讲师，主要从事微
燃烧理论和电子技术研究工作。
方方数据
有利于缸内气流混合
（5）天然气发动机比燃油发动机具有更宽的稀燃边界，空燃比最大可达2.0，放热率大，燃烧迅速。
（6）天然气发动机具有很高的经济效益，据统计，使用天然气比汽油节省50%的费用：车辆大修理时间较汽、柴油机延长20%以上，润滑油更换周期延长到1.5万km，维修保养费节约50%。
天然气发动机的分类
天然气发动机有很多应用形式，可按不同应用形式，如燃料，进气方式等等分成很多种类，如表1所示。
表1天然气发动机的分类
分类方式燃料类型
空谢比点火方式
供气方式
发动机类型单一气体燃料发动机
微引燃式
双燃料发动机
掺烧式
理论空燃比天岛气发动机移燃天然气发动机火花塞/电热塞点火式
柴油引燃式
缸外供气红内直接喷射
进气道混合器供气进气道喷射供气缸内高压直喷缸内低压直政
天然气可以引入到柴油机上成为天然气/柴油双燃料发动机。它采用柴油作为引燃燃料，形成火焰花点燃天然气。改装好的气体机，热效率与同排量柴油机相当，碳烟颗粒NOx和 CO,的排放显著降低。但是与传统柴油机相比，中小负荷工况下的未燃气体排放会升高。这主要是因为，较低的进气温度和较长的着火延迟期使得缸内的燃烧温度降低。另一个原因是微引燃柴油的喷雾贯穿距位置和雾化状况恶劣造成引燃火焰点在缸内不能平均分布。在中小负荷工况下采用废气循环技术（EGR），可以提高燃烧温度，降低未燃CH和CO的排放，增加引燃燃料量或者在天然气中掺入氢气都可以提高燃烧速率。柴油引燃式天然气发动机动力性能略微下降，但是通过改进天然气直喷技术，加强燃料的深度精炼，优化燃料供给技术都可应对天然气燃料物理化学性质引起的功率下降现象。
天然气双燃料发动机是在天然气发动机应用早期，由于加气站等基础设施建设不完善，为了能够使汽车正常运行，
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