【作者】

Takanori Kuroiwa等

【摘要】

由于LNG干净燃烧的特性，气体机市场不仅在陆用电站，在船用市场也持续增长。Niigata Power Systems（NPS）公司拥有超过30年制造和提供环境友好型气体机的历史，以满足市场需求。在船用市场，NPS提供了一些双燃料拖船，获得了客户满意。NPS的下一个目标是基于长期的技术经验，发展高性能天然气发动机供陆用电站使用。一些前沿的通过双燃料发动机开发得到的技术，也被应用到气体机上。高效的28AGS气体机在2012年被选中，作为开发样机。28AGS发动机由火花塞点燃，燃烧室带有预燃室，采用稀薄燃烧方式。此系列发动机包括6L到18V，已经为日本及海外提供发动机。此论文重点关注了优化预燃室以增加主燃烧室的点火来源，以及减少主燃烧室的死区，来减少异常燃烧的话题。通过3D-CFD模拟计算修改预燃室的规格参数，例如容积、喷射孔的直径和数量等，以得到在主燃烧室内更好的稀薄燃烧。燃烧期间，主燃烧室内的火焰无法传播到比如裂缝（淬火区）的死区。残余气体不仅会变成碳氢废气，而且有可能产生爆震。为了减少死区，研究和修改了主燃烧室的规格，包括活塞头的碗形状。此改动减少了爆震的可能性。上述技术的综合效果在六缸机测试中被证实有效。作者研究了米勒循环和几何压缩比，基于现有的商用发动机，进一步优化了性能。米勒循环是通过增加压缩比，提高发动机的效率。因采用米勒循环，最高燃烧温度下降，减少了不正常燃烧，例如爆震和燃烧提前，并且NOx排放降低。基于这些优势，效率和BMEP都能得以提高。但是，为了获得这些优点，需要采取相关的技术，比如高性能点燃、高压比涡轮增压器和先进的控制系统。此文描述了28AGS带预燃烧室气体机的详细的技术指标。上述用于增强稳定性的创新技术，有助于增加爆震裕度，在更高BMEP的运行中增加发动机效率。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

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