天然气在我国储量丰富，是一种价格便宜、高效、清洁的燃料。但是现在的天然气发动机却存在很多缺点，例如充气效率低、碳烟排放高、易爆震等，没有达到预期的改装目的。柴油引燃LNG缸内液喷发动机，是指用采用喷入气缸的少量柴油来引燃不经过气化，直接喷入气缸的LNG（液化天然气）的一类发动机。通过这种LNG供给方式，一方面可以降低原柴油机机型的排放，另一方面还能保留原机型的动力性，成为现在发动机领域一个热门的课题。本文应用AVL-FIRE软件，以镇江中船设备有限公司引进的德国MAN公司的L21/31船舶中速柴油机改成柴油引燃LNG缸内液喷发动机为研究对象，建立了双燃料发动机的燃烧数值计算模型，在验证模型有效性的前提下，研究了LNG喷射持续期、LNG喷射时刻、引燃柴油量对发动机燃烧、排放及动力性能的影响规律，目标是在保持原中速柴油机功率基本不变的前提下，降低NOx排放，使其能够满足第三阶段排放要求。由数据分析得到以下结论：1）相对于先喷射LNG再喷射柴油的喷油策略，先喷射柴油引燃，再喷LNG的喷油策略具有更优的燃烧特性，动力性与原柴油机差别不大，NOx排放大大降低；2）保持LNG喷射量、喷射持续角不变的前提下，随着LNG喷射时刻的延后，平均温度的最大值不断减小，且缸内平均温度最大值出现的时间不断延后；气缸内高温区域出现的时间会出现不断推后，但是高温区的范围会不断减小，这些有利于降低NOx的排放；发动机指示功率逐渐降低，燃油消耗率不断上升；3）保持LNG喷射量、喷射时刻不变的前提下，随着LNG喷射持续角的缩小：缸内平均压力的最大值不断增大，但增大的百分比不足2%，且均出现在729°CA左右，可以认为减小喷射持续角，提高喷射压力对缸内平均压力影响效果很小；缸内平均温度的最大值不断增大，温度最高值出现的时刻不断提前；LNG喷射贯穿距越大，气缸内空气的利用水平越高；持续角的减小加强了缸内混合气的混合过程，扩大了缸内的高温区域，但是反过来也提高了NOx的排放；发动机指示功率逐渐降低，燃油消耗率不断上升；4）保持LNG喷射持续角、喷射时刻不变的前提下，分别设引燃柴油比重为0.5%、1%、4%、7%、10%，通过分析发现：I=0.5%，喷入的柴油太稀不能燃烧，更不能引燃喷入气缸的LNG，所以柴油引燃LNG缸内液喷双燃料发动机存在一个极限的引燃柴油量；增大引燃柴油的质量，缸内的平均压力、温度的最大值都有一定程度的提高，以I=1%为基准，气缸内平均压力的增量分别为4.80%、7.90%、10.45%；在该部分数值计算中，NOx排放随着引燃柴油量的提高而增加，但是均满足了TierⅢ的排放要求；发动机功率不断上升，但是燃油消耗率却在引燃柴油比重为7%时达到最小值；5）通过对柴油引燃LNG气喷与LNG液喷缸内发动机燃烧过程对比得出，LNG液喷的燃料供给方式，缸内平均温度、压力都与原机型差别不大；而气态喷射导致缸内温度升高，排放也大于柴油机排放数值，LNG液喷方式具有很大的优势。