废气再循环对船用中速柴油机性能及排放的影响研究

• 作 者: 胡必柱
• 发表日期: 2013年01期
• 关键词: 废气再循环 性能 排放 仿真 试验

随着IMO Tier III NOX排放标准的日益临近，开展船用柴油机EGR技术的研究，对于研发满足Tier III排放标准的船用柴油机具有重要理论意义和工程指导作用。本文以某船用中速单缸柴油机为研究对象，开展了废气再循环（EGR）对船用中速柴油机性能及排放影响的仿真研究，并在此基础上改变喷油正时、喷油压力、进气压力和Miller正时，使柴油机在降低排放的同时，保持较低燃油消耗率，最后根据仿真预测结果，开展了相应的试验验证。仿真结果表明：在D2测试循环条件下，随着EGR率的上升，柴油机各负荷工况下的着火延时期增长，放热率峰值下降，柴油机加权NOX排放下降到1.87g/kWh，达到IMO TierIII排放标准，但此时柴油机燃烧恶化，Soot排放上升，加权燃油消耗率上升4.07%；通过喷油正时的优化，虽然柴油机加权NOX排放上升到1.98g/kWh，但加权燃油消耗率相对原机只上升2.62%，EGR柴油机燃油经济性得到明显优化；继续优化EGR柴油机喷油压力，最终其加权NOX排放为2.10g/kWh，加权燃油消耗率相对原机只上升1.37%；进一步分别优化进气压力和Miller正时，虽然EGR柴油机加权NOX排放分别上升到2.22g/kWh和2.21g/kWh，但加权燃油消耗率相对原机分别为0.77%和0.53%，燃油经济性得到显著改善。试验中柴油机应用EGR后各负荷工况下性能参数实际变化规律与采用经标定的DIJet燃烧模型仿真计算结果比较一致，从而验证了本研究建立的仿真模型和参数分析结论。