随着世界海事组织对船舶废气的排放要求越来越严格,石油价格也居高不下,而作为清洁能源的天然气,具有价格廉价、储备量大等优势,逐渐被引入船舶燃料领域成为石油的代替品之一。近年来将天然气作为燃料的双燃料发动机发展迅速,并且已经在船舶上得到广泛的应用。本文以MAN B&W公司6S80ME-GI型双燃料发动机为对象,深入研究双燃料发动机的工作过程,介绍了该型号发动机与普通柴油机的区别:燃料的喷射系统、双层壁管结构和气体泄露监测系统。还介绍了该机型的三种运行模式:双燃料模式、柴油模式和最大燃气模式。本文对6S80ME-GI型双燃料发动机工作过程建立数学模型,分别对发动机各个组成部分建模:气缸模型、进排气系统模型、涡轮增压模型、扫气箱模型、空气冷却器模型等;然后在Simulink平台对各个模型进行仿真实验;在气缸工作过程的仿真实验中,首先对发动机处于双燃料模式、柴油模式和最大燃气模式下的工作状态进行研究分析,然后在发动机负荷一定的情况下,改变燃气和燃油的比例,分析不同天然气代替率对发动机的工作状态的影响,最后得出双燃料发动机与普通发动机的区别与气缸模块的可行性;在多缸联合输出的模型中,通过多缸联合输出扭矩、压力和设置单缸停止供给燃油和燃气的故障分析各参数的变化,得出多缸联合模块的可行性;在双燃料发动机工作过程的动态模型中,通过改变发动机负荷测得出各工质参数验证模型的可行性。最后通过发动机整体模型的仿真实验,验证本文建立的模型准确性,这对双燃料发动机的研究有一定价值。