以瓦锡兰 DF20 LNG/柴油双燃料发动机实机技术参数为依据，在GT-Power软件中建立其整机工作过程一维仿真模型，利用台架试验数据对模型进行修正，得到双燃料发动机正常工况下的计算模型。对模型中相应参数进行修改，模拟了双燃料发动机额定工况下单缸供气过多或过少、引燃油喷油过迟或过早等故障，并对不同环境温度下双燃料发动机的工作过程进行模拟；通过对计算结果的处理分析，得出不同故障、同一故障不同程度以及不同环境温度下发动机热工参数的变化规律，为LNG/柴油双燃料发动机的故障诊断及排除提供参考依据。
Based on the actual technical parameters of the W?rtsil? DF20 LNG/diesel dual-fuel engine, a one-dimensional simulation model of the whole machine′s working process is established in the GT-Power software, and the model is corrected by the bench test data to obtain the calculation model of the dual-fuel engine under normal operating conditions. The corresponding parameters in the model were modified to simulate the faults of excessive or insufficient single cylinder gas supply, too late or too early pilot fuel injection under the rated operating conditions of dual-fuel engines, and the operation of dual-fuel engines under different ambient temperatures, and simulate the working process of dual-fuel engines at different ambient temperatures. Through the processing and analysis of the calculation results, the change law of engine thermal parameters under different faults, different degrees of the same fault and different ambient temperatures is obtained, which provides a reference basis for the fault diagnosis and elimination of LNG/diesel dual-fuel engines.
2025,47(3): 95-100 收稿日期：2024-2-26
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2025.03.016
分类号：U664.13
基金项目：上海市质量监督检验技术研究院科研项目（KY-2022-9-JD）
作者简介：李方玉(1991-),男,硕士,工程师,研究方向为通用机械检测及故障诊断
参考文献：
[1] 李方玉, 胡以怀, 王欣, 等. 进气氧浓度和EGR对船用二冲程柴油机排放特性影响研究[J]. 舰船科学技术, 2020, 42(15): 127?133.
LI F Y, HU Y H, WANG X, et al. Research on influence of intake oxygen concentration and EGR on emission characteristics of marine two-stroke diesel engine[J]. Ship Science and Technology, 2020, 42(15): 127?133.
[2] 李静, 姜峰, 牛彩云. 实验设计和神经网络法对柴油机性能的优化研究[J]. 机械设计与制造, 2020(6): 100?104.
[3] 李先南, 黄立, 张文正, 等. 两级增压对船用柴油机性能影响的试验[J]. 内燃机学报, 2020, 38(2): 104?109.
[4] ANONYMOUS. Advanced engine technologies for meeting Co2 and fuel economy targets - forecasts to 2035 - 2020 Q4 Edition: OEM Overview[J]. Just - auto, 2020.
[5] A V. Experimental investigation of the effect of direct water injection on combustion, knock, and emissions for LPG-diesel dual-fuel engine[J]. Journal of Energy Engineering, 2021, 147(1).
[6] 黄俊华. 天然气市场开发现存问题及对策[J]. 今日财富(中国知识产权), 2020(11): 12?13.
[7] 于洪亮. 船用低速二冲程LNG/柴油双燃料发动机燃烧过程数值研究[D]. 大连: 大连海事大学, 2020.
[8] 罗露. 大负荷下柴油-天然气双燃料发动机燃烧特性的数值模拟研究[D]. 武汉: 武汉科技大学, 2020.
[9] YU JZ, WANG HY. Technical analysis of gas system of ship dual fuel medium - speed engine[J]. International Core Journal of Engineering, 2020, 6(11).
[10] 黄宇. 天然气-柴油双燃料发动机改造关键技术研究[J]. 天然气与石油, 2019, 37(5): 110?114.
[11] 赵小兴, 潘志翔, 李迟. LNG/柴油双燃料发动机混合器的设计与优化研究[J]. 中国修船, 2019, 32(3): 1?4.
[12] 张海涛. 船舶双燃料发动机故障诊断系统优化研究[J]. 舰船科学技术, 2020, 42(4): 76?78.
ZHANG H T. Research on the optimization of fault diagnosis system for marine dual fuel engine[J]. Ship Science and Technology, 2020, 42(4): 76?78.
[13] 张毅. 基于波形分析的双燃料发动机故障诊断[J]. 舰船科学技术, 2019, 41(24): 67?69.
ZHANG Y. Research on fault diagnosis of dual fuel engine based on waveform analysis[J]. Ship Science and Technology, 2019, 41(24): 67?69.
[14] 蒋佳炜, 胡以怀, 方云虎, 等. 船舶动力装置智能故障诊断技术的应用与展望[J]. 中国舰船研究, 2020, 15(1): 56?67.
[15] 李方玉, 胡以怀, 王欣, 等. 船用二冲程柴油机的性能故障模拟及分析[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(S1): 41?46+52.
[16] 周松, 王银燕, 明平剑, 等. 内燃机工作过程仿真技术[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2012.
[17] 王公胜. 船用低速二冲程柴油机工作过程仿真与故障模拟[D]. 大连: 大连海事大学, 2010.
[18] 胡以怀. 船舶机损事故分析及安全评估[M]. 北京: 人民交通出版社, 2013.
[19] 高伟冲. 船用柴油机典型故障分析与诊断技术研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2016.
[20] 黄加亮, 乔英志, 王丹, 等. 船用四冲程增压柴油机整机建模与故障模拟[J]. 大连海事大学学报, 2013, 39(1): 93?98.
