能源危机和环境污染已成为制约当今社会可持续发展的两大难题,并且近年来越来越严格的排放法规的逐步实施,导致以石油为主要燃料的内燃机的发展受到限制。然而天然气以其能量密度高、存储量大以及污染小等诸多优点,在当前节能减排的大环境下得到了格外的关注,目前世界各国都在积极进行天然气作为内燃机替代燃料的研究,因此本文针对船用柴油机,通过设计开发一套双燃料喷射控制系统,将其改造成双燃料发动机,研究了掺烧天然气对柴油机的经济性和排放的影响。根据当前国内“气化长江”的政策号召以及在前人研究的基础上,对内河船用主流机型潍柴X6170ZC-05W型柴油机进行了改造,在尽量保持原机不变的情况下,在进气歧管上加装一套天然气供气系统,然后进行控制单元的需求分析,最终选用飞思卡尔16位高性能单片机作为控制芯片,采用模块化通用化的设计思想,使一套控制器可以通用两种喷射方式,在硬件设计的基础上进行控制系统软件的开发,采用层次化模块化编程思想,主要采用中的优先级和任务调度机制,结合船用发动机的工作特点进行工况识别和喷气控制策略设计,并详细分析了双燃料发动机转速信号处理、喷气正时、电磁阀驱动控制,喷气量控制,油气切换以及通讯标定等主要程序设计思路。最后对所改装的双燃料发动机进行了台架性能实验,依照船舶推进特性,进行纯柴:油和双燃料两种模式下的对比实验;并在相同工况下做单点和多点喷射对比实验;通过对双燃料发动机的动力性、替代率、经济性和排放性的研究。结果表名:双燃料发动机的功率和原机相当,NOx和烟度排放明显降低,排温略高、HC排放增加,但总体经济性和排放性能都优越于纯柴油模式;当综合替代率在65%左右时整机的动力性、经济性、排放性和运行稳定性能都处于较好状态;因此采用双燃料可有效改善发动机的经济性和排放。