传统的船舶柴油机由于使用燃油作为燃料,运行过程中的排放物包含多种有害大气的物质,包括氮氧化物、细微粒物和硫氧化物。随着海事公约对船舶排放物的要求越来越严格,研究船舶柴油机新型燃料成为一种主流趋势。天然气作为一种清洁的化石能源具有低排放、低成本的特点,由此进入人们的视野。对使用燃油和天然气的双燃料柴油机进行建模,研究燃油替代率对双燃料发电柴油机燃烧性能的影响,主要研究内容如下:以MAN公司的8L51/60DF双燃料发电柴油机为仿真对象。首先将双燃料发电柴油机划分为气缸、进气总管、排气总管、涡轮增压器、中冷器等子系统,对每一个子系统采用容积法建模方式分别建模,然后将各个子系统按照一定的顺序进行连接,最后构建了双燃料发电柴油机仿真模型。建立了双燃料发电柴油机的燃烧模型。采用Wiebe函数表示燃料的燃烧放热率,对复杂的燃烧规律进行简化,将燃烧分为柴油燃烧模型和天然气燃烧模型。根据燃油替代率调节柴油和天然气进入气缸的比例,双燃料发电柴油机燃烧过程由引燃柴油和均质混合燃气的燃烧共同组成。通过对全柴油模式和双燃料模式不同负荷进行仿真,与台架试验数据进行对比,静态比较误差在5%以下,验证了模型的正确。在双燃料模式下,对同一负荷,不同喷油始点进行仿真,获得了喷油提前角与缸内爆发压力两者之间的联系,随着喷油提前角的增大,缸内爆发压力逐渐增大。通过对双燃料模式同一负荷、不同替代率进行仿真,验证了双燃料发电柴油机的缸内最高温度较低,证明了使用双燃料发电柴油机能够有效的提高船舶排放性能。