船用柴油机的排放法规愈加严格,相比于昂贵的排放后处理技术,通过控制柴油机的燃烧过程,可以从根本上改善发动机的性能。与传统燃烧和均质压燃HCCI相比,部分预混燃烧模式下,缸内燃油与空气混合的更充分,燃烧相位更易控制,近年来成为国内外研究的热点。本文以一款增压中冷船用柴油机为原型,采用三维仿真模拟的手段,研究了不同的喷油正时、喷孔包角、喷油策略以及进气增压和EGR对船用柴油机燃烧和排放的影响规律。研究结果表明,喷油正时和喷孔包角通过控制燃油进入缸内的时间和位置,进而影响缸内流场、燃油空气混合以及燃烧过程,单次晚喷耦合大的喷孔包角可以降低NO排放,但动力性下降且燃烧后期缸内流动性减弱,soot排放升高。在此基础上,研究了两次喷油策略对柴油机燃烧和排放的影响,结果表明,第一阶段喷油正时对NO和soot的最终排放影响较弱;第二阶段喷油正时对燃烧过程的控制作用大,喷油正时提前,燃烧重心提前,燃烧持续期缩短,缸内平均指示压力升高,但是为了避免最终生成大量的NO,第二阶段喷油正时不宜过早;两次喷油比例对柴油机燃烧和排放有重要的影响,第一阶段喷油比例增大,累积放热量增大,燃烧效率提高。第一阶段喷油比例在20%以上时,soot的生成量变化不大,NO的生成升高,且喷油比例高于30%时,第一阶段缸内燃烧过程中就形成较多的NO。对进气参数的研究表明,进气增压匹配EGR是同时降低NO和soot排放的一种有效方法。当EGR率大于20%时,废气对燃烧过程影响作用增强,较小的进气增压下,EGR是影响油气混合状况的主要因素。随着进气压力和EGR率的升高,NO和soot的生成总体呈现出下降的趋势。随着进气压力和EGR率的升高,NO和soot的生成总体呈现出下降的趋势。两次喷油策略匹配进气增压和EGR,可以在允许的机械负荷范围内,有效降低NO和碳烟的排放,而平均指示压力略有降低。