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为了改善环境污染和能源短缺问题,人们在积极寻找新的代用燃料和探索新的燃烧模式。随着代用燃料使用技术的不断发展,天然气发动机因为其自身优势成为国内外研究的热点。单一天然气发动机自燃温度高,点火困难且充气效率低及碳氢排放高等缺点不能较好的满足要求;点燃式柴油/天然气双燃料发动机在稀混工况下着火和燃烧不稳定、油耗增加且排放较多,而柴油引燃天然气发动机可以有效改善燃烧过程。如何合理组织燃烧过程和降低排放是当前研究柴油引燃天然气发动机的难点,因此本文采用仿真手段探索引燃柴油喷射策略对天然气发动机燃烧过程和排放的影响。本文主要运用Pro/E建立发动机燃烧室几何模型,利用FIRE软件建立柴油引燃天然气发动机仿真系统,利用该系统首先研究了引燃柴油单次喷射时不同引燃柴油量Ⅰ对燃烧过程和排放的影响。结果表明随着引燃柴油量Ⅰ增加,缸内的峰值压力和峰值温度增大,相对于I=3%、I=5%时二者分别提高了约为35.12%、5.3%;最大压力升高率随其增大而升高;燃烧重心CA50逐渐靠近上止点,滞燃期及燃烧持续期逐渐降低;NOx和CO的排放随其增大而增大;同时得到该工况下的边界引燃柴油量Ⅰ为1.5%。其次,本文研究了引燃柴油两次喷射策略对燃烧过程和排放的影响,分别从引燃柴油第一次、第二次喷射时刻的变化以及第一次喷油比例的变化三个方面深入研究缸内燃烧过程、排放以及相关物理场的变化规律。结果表明随着第一次喷射时刻提前,缸内的峰值压力、峰值温度最大分别提高了约为23.3%、2.59%,最大压力升高率、NOx排放随其升高、CA50逐渐靠近上止点;随着第二次喷射时刻推迟,缸内峰值压力、峰值温度最大分别下降了约为10.01%、2.33%,最大压力升高率随其下降;CA50逐渐远离上止点以及NOx下降而CO升高;随着第一次喷油比例增大,缸内的峰值压力、峰值温度均有所增大,CA50逐渐靠近上止点及NOx增加。对比分析引燃柴油单次喷射和两次喷射时的最大压力升高率、着火时刻以及排放物,得到两次喷射时可以有效控制着火时刻和降低最大压力升高率及达到降低NOx排放的目的。研究结果说明本文建立的仿真系统是可行的,且喷射策略可以合理组织燃烧过程以及有效降低排放,为进一步开展天然气发动机的研究提供一定的参考价值。