内燃机工程

作者：官维,吴杰,吴锋,王雷,娄华,何海斌,文涛

单位：宁波中策动力机电集团有限公司,宁波 315020,浙江大学 能源工程学院,杭州 310027,广西大学 机械工程学院,南宁 530004,宁波中策动力机电集团有限公司,宁波 315020,浙江大学 能源工程学院,杭州 310027,宁波中策动力机电集团有限公司,宁波 315020,宁波中策动力机电集团有限公司,宁波 315020,宁波中策动力机电集团有限公司,宁波 315020,广西大学 机械工程学院,南宁 530004

关键词：氨柴双燃料,氨能量替代比,喷油正时,缸内初始温度,燃烧,排放,

基金：宁波重点研发计划项目（2021Z036）；广西重点研发计划项目（桂科AB25069503，AA23062070）；国家重点研发计划项目（2022YFE0209000）

为了提高氨柴双燃料发动机的燃烧效率和指示热效率，降低污染物排放，基于一台大缸径船用发动机，使用三维仿真软件CONVERGE，对不同氨能量替代比和发动机的不同柴油喷射正时及缸内初始温度下的燃烧和排放进行了对比分析。研究发现：随着氨能量替代比的逐渐增加，预混燃烧比例加大，发动机的指示热效率获得改善，碳排放显著降低。但过高的氨能量替代比使得燃烧完成度降低，燃烧效率下降，导致指示热效率降低。适当提前柴油喷油正时可以提升燃烧效率，同时降低NH3和CO排放。提高缸内初始温度改善了燃烧环境，提升了氨燃料的燃烧速率，发动机指示热效率提高的同时，N2O和未燃氨的排放量能够显著降低。在氨能量替代比为40%、柴油喷射正时为-21°、缸内初始温度为338 K时，发动机的指示热效率达到最高51.37%，同时N2O和未燃氨的排放水平非常低。

来源：2025年第4期

《内燃机工程》期刊编辑部

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