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石油资源的日益短缺和排放法规的要求越来越严格对船舶柴油机的经济性和排放性提出了更高的要求。电控化改造后的柴油机喷射系统匹配合适的燃烧室是实现节能减排的有效措施之一。本文研究4190型柴油机燃油喷射系统的机械式喷油泵改造成电控组合泵后,匹配不同形状的燃烧室,实现燃油喷射压力提升的同时又保证良好的缸内燃烧质量。本文利用AMESim仿真软件建立燃油喷射系统仿真模型,用实验数据验证模型,应用一次回归正交设计方法安排各参数进行仿真优化试验,得到试验要求的优化参数组合,并利用AVL-FIRE软件建立4190型柴油机不同形状燃烧室缸内高压循环模型,应用正交试验设计方法与二次正交试验设计方法对参数进行匹配研究。首先,在建立的燃油系统喷射模型基础上,分析凸轮型线速度、柱塞直径、喷孔数、喷孔直径、高压油管长度及直径等单参数变化对喷油规律的影响。以提高喷油压力为优化目标,应用一次正交试验设计方法对多参数进行匹配试验,分析结果表明,柱塞直径、凸轮型线速度、喷孔直径对喷油规律影响较大;参数组合:10×0.22-15.0-0.46-900-1.4、8×0.26-15.0-0.46-900-1.4、6×0.30-15.0-0.46-900-1.4(喷孔数×孔径/mm-柱塞直径/mm-凸轮型线速度mm/°CA-油管长度/mm-油管直径/mm)满足电控组合泵装配设计喷油压力的要求。其次,利用AVL-FIRE建立的缸内高压循环模型,采用单参数轮换分别研究第三章优化所得燃油系统结构参数组合、燃油喷射参数中的喷油提前角、油束夹角、以及不同口径比的各形状的燃烧室对燃烧性能与排放的影响。最后,应用单因素优化方法、正交试验设计方法、二次正交回归设计方法对燃烧系统多参数进行优化匹配,对三种优化方法得到的优化结果进行比较分析,得到分别以油耗率、指示功率、NOx排放量为评价指标的优化参数组合与二次回归方程,指导柴油机改造。