如今,随着环境污染和能源危机等问题日益严重,排放法规越加的严格,使用成本低廉、清洁安全的天然气替代传统柴油作为船舶的的主要燃料成为最新的发展趋势。但是以天然气作为主要燃料存在着混合气火焰传播速度慢,充气效率低等问题。因此,研究如何喷射天然气能够在发动机压缩阶段结束时形成有利于天然气快速燃烧与火焰传播的天然气分布是双燃料发动机领域一大研究热点。喷气方向与喷气正时直接影响天然气在缸内的分布情况。本文针对某型号柴油/天然气双燃料发动机,使用三维数值模拟的方法对发动机的进气,压缩,燃烧阶段的影响进行了研究,旨在改善双燃料发动机的动力性,经济性与排放性。本文设计了4种天然气喷射方向方案,分别为0度,30度,45度,90度四种喷气方向。详细研究了不同喷气方向对发动机各个阶段的影响。选择合适的燃气喷射方向,会使天然气的分布更有利于提高发动机的燃烧性能,使发动机内的各个流场向着更有利于天然气燃烧的情形发展,从而提升发动机的性能。对于该型号双燃料发动机,在100%负荷工况时,选择90度喷气方向最有利于天然气的快速燃烧,燃烧过程中缸内峰值温度压力较原机分别提升了5.7%与12.5%,但是相应的NO的排放升高。以性能最优的装配90度喷管的发动机模型为基础,在该模型上进行天然喷气正时对发动机工作过程影响的研究。喷气正时对发动机的进气过程影响明显,过迟的喷射天然气会使部分天然气无法进入缸内,造成天然气的浪费,形成的天然气分布不利于发动机燃烧,双燃料发动机的动力性能有所下降。但是过度提前燃气喷射正时并不可取,虽然360°CA喷射天然气会使发动机的温度,压力等性能数值最高,但是过高的峰值压力与压力升高率对发动机的寿命有一定的不良影响,并且缸内的NO排放量大,发动机排放性较差。综合考虑,对于该型号双燃料发动机,370°CA喷气正时是整体性能最优的喷气正时。最后,利用本文研究的喷气方向与喷气正时对双燃料发动机的进气过程与燃烧过程的影响的仿真计算结果,为之后该型号的双燃料发动机的改造提供了理论依据与优化方案。