Win GD(Wartsila) 二冲程发动机排放控制技术简介

为了使二冲程机满足Tier Ⅱ和Tier Ⅲ，Win GD(Wartsila)（后面使用Win GD代替）双燃料发动机与MAN 采用了不同的控制策略。一开始便采用了预燃稀薄燃烧-奥托循环控制策略，所以在排放控制方面远远优于同时期的MAN ME-GI系列（当时MAN还没有ME-GA系列产品）。X-DF系列发动机一度在LNG船舶领域占据绝对优势。下图为2020-2月前X-DF发动机的市场份额。

Win GD X-DF系列发动机在燃油模式下采用传统的迪赛尔循环，在燃气模式下采用基于奥托循环的预燃室稀薄燃烧技术，使得NOx排放量远低于Tier Ⅲ要求。具体示意如下：

（1）活塞上行将扫气口关闭之后，开始以较低压力向缸内喷入天然气，延长天然气与扫气的接触时间，使天然气和扫气充分混合。

（2）当活塞运动到上止点附近时向预燃室内喷射少量引燃油，由于预燃室空间小，油气浓度较大，容易点燃，然后完成燃烧做工冲程。

 （视频中，四冲程和二冲程均有介绍）

当然，X-DF系列发动机存在奥托循环的弊端，由于压缩压力较低，热效率较低，一般在47%左右，经济性相对较差。另外，X-DF系列发动机对空燃比的要求很高，并且甲烷的逃逸风险较高。

基于市场的反馈和不断的优化改良， Win GD推出了X-DF2.0技术iCER – Intelligent Control by Exhaust Recycling. 根据官方介绍，X-DF2.0技术有多个方面的提升：

（1）燃气模式下，油耗率降低了4g/kWh, 大约降低3%

（2）燃油模式下，油耗率降低了8g/kWh, 大约降低5%

（3）甲烷逃逸率降低约50%。

系统图如下：

乍一看，跟前面介绍的EGR技术是不是有点类似。iCER最大可以通过约50%的废气比例。在gas 模式下，iCER开启，在燃油模式下，iCER关闭。

EGR技术简介（二）— MAN 系列发动机

EGR技术简介（三）—ME-GA系列发动机

燃气模式开启iCER后，可以有效的增加操作空间，有利于lamda燃烧控制，降低SFOC，并降低排放。

典型布置示例：

之前对于MAN和wartsila 的双燃料发动机也有介绍，有兴趣的朋友可以看看。

瓦锡兰双燃料发动机简介

MAN双燃料四冲程发动机介绍