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第六届大功率发动机国际技术交流

摘要

为了满足日益严格的排放标准同时提高船用发动机的燃油经济性，米勒循环和EGR技术被证实是改善柴油机性能和排放的有效技术路线。研究米勒循环和涡轮增压系统对EGR废气回流的制约影响规律以及优化决策NOx与BSFC之间的折衷关系对节油减排有着重要意义。本研究中，基于潍柴6170船用柴油机，利用GT-Power搭建一维仿真模型并详细研究了米勒循环，废气再循环（EGR）和可调涡轮增压系统对75％负荷时柴油机性能和排放的影响规律。在EGR率保持恒定的情况下，适当的Miller和涡轮旁通可以减少BSFC以及NOx排放。 Miller和高压级涡轮旁通过高将导致无法克服进排气逆压差驱动EGR废气回流。在中等EGR率，中等Miller和低涡轮旁通率的情况下，可以兼顾NOx排放同时改善燃油经济性。研究通过粒子群优化算法确定了全负荷下的最优稳态控制策略。与仅使用EGR的系统相比，EGR Miller耦合涡轮旁通的协同优化系统在100％负荷时可减少NOx 0.58g / kW·h，降低油耗 12.45g / kW·h。即便在25％的负荷下，NOx排放和油耗仍可分别降低0.38g / kW·h和1.78g / kW·h。

关键词

废气再循环;米勒循环;可调两级增压;粒子群算法

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