王作吉，刘宗宽，周 磊，卫海桥

(天津大学机械工程学院，天津 300072)

低速柴油机因功率大、热效率高而广泛用作船舶主动力装置，但随着海洋环境污染的加剧，其排放问题逐渐受到关注[1-4].研究发现，以天然气为主燃料的船机可以有效降低NOx排放，同时可以缓解能源紧张的问题.天然气具有较低的十六烷值，不易自燃，而柴油的十六烷值较高，可以作为天然气的引燃燃料，二者同时使用可以实现良好的燃烧[5-6].此外，双燃料船机可获得与传统柴油机相近的热效率.因此天然气/柴油双燃料船用发动机得到人们广泛关注.

天然气/柴油双燃料发动机发展至今主要有两种运行模式：①低压喷射模式：在进气行程将天然气以较低的压力喷入缸内，随后在上止点附近喷射柴油引燃天然气，完成燃烧做功；②高压直喷(HPDI)模式：在压缩冲程结束时的上止点附近高压喷射柴油，随后高压喷射天然气[7].上述两种方式的燃烧模式不同，低压喷射模式下天然气较早进入缸内，燃烧时与空气混合充分，因此以预混燃烧为主；HPDI 模式下，天然气喷射前柴油已经着火燃烧，产生了较高的温度压力以及多种中间产物和自由基，使得天然气进入缸内立刻着火燃烧，因此HPDI 方式以扩散燃烧为主.由于采用稀薄燃烧技术，双燃料发动机存在燃烧不稳定的缺点，因此大量文献对天然气和柴油共存时的燃烧特性进行了研究[8-9].天然气与柴油共存时的燃烧特性多采用模拟的方式进……