低速二冲程柴油机废气再循环仿真研究

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1、上海交通大学硕士学位论文低速二冲程柴油机废气再循环仿真研究硕士研究生：陶一凯学号：1120209234导师：邓康耀副导师：申请学位：工学硕士学科：动力机械及工程所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年2月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterSimulationStudyofExhaustGasRecirculationonLowSpeedTwoStrokeDieselE

2、ngineCandidate：TaoYikaiStudentID:1120209234Supervisor：Prof.DengKangyaoAssistantSupervisor:AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：February,2014Degree-Conferring-In

3、stitution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文低速二冲程柴油机废气再循环仿真研究摘要针对船用柴油机的TierIII排放法规将于2021年生效，要求氮氧化物（NOx）排放大幅度降低。为了研究EGR技术在船用柴油机上应用效果以及满足TierIII排放指标的可行性，本文以上海沪东重机股份有限公司制造的6S35型低速二冲程柴油机为研究对象，采用模拟仿真为主实验参考为辅的方法研究了船用低速机不同EGR系统的影响以及EGR对船用低速机缸内燃烧与排放的影响。本文通过一

4、维模拟仿真分析不同EGR系统在船用低速机上的应用效果，发现相继增压高压通路EGR系统能够高效覆盖船用低速机大EGR率工况与无EGR工况；研究了相继增压系统中两台增压器的匹配问题，得到了该系统下控制EGR率的方法；同时得到了准维模型下EGR对低速机燃烧与排放的影响。由于EGR模式下某些原先的低速机设计不再适用，本文通过优化计算对低速机EGR系统、进排气正时以及喷油正时进行了调整，提高了EGR工况下低速机的经济性，同时保证NOx排放量并不上升。为了获得满足TierIII法规更准确的EGR率，本文进一步采用三

5、维模拟仿真手段深入研究了低速机工作过程以及EGR对于船用低速柴油机燃烧与排放的影响，得到了NOx排放、soot排放以及油耗随EGR率与EGR温度的变化曲线，为EGR控制方案给出了指导。关键词：低速二冲程柴油机、废气再循环、氮氧化物、仿真ISIMULATIONSTUDYOFEXHAUSTGASRECIRCULATIONONLOWSPEEDTWOSTROKEDIESELENGINEABSTRACTTierIIIemissionregulationfocusingonmarinedieselengineisg

6、oingtotakeeffectin2021,whichrequiresalargescaleofreductiononNOxemission.InordertostudytheeffectofEGRtechniqueonmarinedieselengineandthefeasibilityofusingthetechniquetomeetTierIII,thisresearchstudiedlowspeeddieselengine6S35manufacturedbyShanghaiHudongHeav

7、yIndustry,withreferenceofexperimentdata,usingsimulationmethodtocomparedifferentkindsofEGRsystemsandstudytheinfluenceofEGRonlowspeedengine.Duringonedimensionalsimulation,thisresearchstudieddifferentEGRsystemsonlowspeedengine,figuredoutthatHighpressureloop

8、EGRsystemwithsequentialturbochargesystemcancoverbothhighEGRrateworkingsituationandregularworkingsituation.Also,EGRratecontrollingmethodisacquired.Meanwhile,theresearchfoundouttheEGRinfluenceonlowspeedengineonquasidimension