基于EGR技术的船用低速二冲程柴油机增压系统匹配研究

摘要

针对采用EGR技术的船用低速二冲程柴油机在满足IMO排放法规时增压系统须兼顾多模式、宽流量范围运行的问题,基于某型低速二冲程柴油机在GT-Power软件中搭建整机及EGR系统仿真模型并校核.在此基础上研究涡轮增压器匹配、进排气旁通、废气旁通(EGB)等措施对该型柴油机Tier Ⅲ和Tier Ⅱ模式时性能的影响并得出系统匹配策略.研究结果表明:Tier Ⅲ模式时,减小涡轮等效流通面积可有效恢复增压压力,但导致运行点接近压气机喘振线;引入进排气旁通则可有效解决喘振问题.Tier Ⅱ模式时,采用EGR和EGB措施均可有效解决因涡轮等效面积减小带来的增压压力过高问题,但其中EGR方案NOx排放较低,燃油消耗率偏高,而EGB方案燃油消耗率较低,NOx排放偏高;综合应用EGR和EGB,即高负荷采用EGR,中低负荷采用EGB的匹配方案,可达到整机NOx排放满足Tier Ⅱ法规要求且燃油消耗率最低的设计目标.