低速二冲程柴油机具有功率大、可靠性高等优势,一直是海洋船舶运输的主要动力源。受环境问题的制约,国际海事组织IMO规定从2016年开始在排放控制区(ECA)内实施TierⅢ标准,该标准关于NO_x排放限值相比于TierⅡ标准降低约75%,对燃烧技术提出了严峻挑战。本文对某二冲程船用柴油机进行了系统的仿真研究,探讨了实现TierⅢ标准的技术路线,对新一代自主低速船用柴油机的研发具有一定的理论指导意义和工程应用价值。首先,使用GT-POWER软件建立了二冲程柴油机一维仿真模型,并采用多目标综合寻优的方法对其燃烧模型参数进行了标定。在此基础上,研究了通过废气再循环(EGR)、米勒循环和进气加湿等措施实现TierⅢ标准的可行性,并进一步探讨了EGR和米勒循环、进气加湿、优化喷油正时共同使用实现TierⅢ标准燃烧技术方案。结果表明,EGR是降低低速二冲程柴油机NO_x排放的最有效措施,单独采用EGR可实现TierⅢ标准;单独采用米勒循环或进气加湿措施均难以满足TierⅢ标准;米勒循环结合进气加湿虽然能使NO_x排放达标,但会造成燃油消耗率大幅增加,并不能作为实现TierⅢ标准的可行技术路线。同时采用多种措施的结果表明,EGR和进气加湿、米勒循环共同使用,并通过优化喷油正时,不仅可以实现TierⅢ标准,而且可以改善NO_x和BSFC的trade-off关系。另一方面,米勒循环和进气加湿的使用也能减少EGR的使用率,因此可作为实现Tier III排放标准的推荐技术路线。