周 磊，刘宗宽，江枭枭，卫海桥

(天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072)

远洋船舶担负全球近 80%以上的商品输运，低速柴油机凭借高热效率、高可靠性及功率范围大等优势，在船用发动机市场长期占据主导地位，超过 90%的船舶以柴油机作为动力源[1]．但柴油机也排放出了大量的硫化物、氮氧化物及颗粒物等污染物．为减轻低速柴油机排放的污染物对海洋环境的危害，国际海事组织(International Maritime Organization，IMO)出台了更加严格的排放限制法规．清洁替代燃料在低速船机中的应用研究成为热点话题[2]．

天然气具有储量丰富、燃烧清洁、高经济性等优点[3]，被认为是一种非常有潜力的发动机替代燃料．采用高压直喷模式(high pressure direct injection，HPDI)的船用双燃料发动机可以获得与传统柴油机相当的热效率和功率，同时可以发挥天然气低排放的优势，是天然气在船用柴油机中的经典应用．然而，该模式双燃料发动机高负荷时燃烧放热率过快，易出现非正常燃烧现象，导致发动机燃烧过程及排放性能恶化，严重时会损害发动机机械结构[4]．国内外针对该模式双燃料发动机做了一系列研究，但主要集中在发动机性能、喷雾燃烧和排放等方面．White 等[5-6]基于快压机对双燃料缸内直喷的喷雾和混合过程进行了试验研究，主要分析了天然气和柴油喷射交角、天然气喷射延迟期对天然气和柴油混合情况的影响．研究发现存在一个最佳的喷射夹角 5°和最佳的喷射延迟期 0.5 ms，最有利于两种燃料的……