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柴油机已在船舶、机械等众多领域获得广泛应用。而柴油机的污染物排放量一直较高。漂浮在空气中的污染物已严重威胁到我们的身体健康和社会发展。因此,改善柴油机的排放性变得刻不容缓。目前,废气再循环技术和电喷技术都是降低柴油机排放行之有效的手段。本文首先应用软件GT-power建立了一种带有EGR系统的某型柴油机仿真模型。然后将柴油机实验台架的试验值和软件仿真模型的模拟值进行对比,验证柴油机物理模型的可行性。使用仿真模型研究EGR率、EGR冷却温度、喷油压力和喷油提前角对柴油机性能的影响规律。目标是保持油耗基本不变的基础上,尽可能降低NOx和Soot排放,满足2016年的IMO排放标准。由数据分析得出以下结论:(1)通过对燃烧过程的仿真发现,NOx的生成主要集中在缸内油束的两侧区域,Soot的生成主要集中在缸内油束的中心区域。(2)在只增大EGR率的情况下,缸内压力、热效率和缸内温度峰值随之变小。增大EGR率可以有效地降低NOx的生成量,但EGR率过高会导致Soot生成量和油耗的有所增加。综合考虑柴油机排放性选取最优EGR率。最终确定在100%负荷工况时,EGR率控制在6.0%更加合理。75%负荷工况时,EGR率控制在8.0%更加合理。在50%负荷工况时,EGR率控制在12.0%更加合理。在25%负荷时,EGR率控制在18.0%更加合理。(3)在只增大EGR冷却温度的情况下,缸内压力和放热率峰值随之变高,而缸内温度峰值降低;适当的降低EGR冷却温度可以降低NOx和Soot的生成量,同时可以改善燃油消耗率。(4)在只增加喷油压力的情况下,缸内压力,缸内温度和放热率峰值随之增大;适当的喷油压力可以降低NOx和Soot的生成量,同时可以改善燃油消耗率。(5)在只增加喷油提前角的情况下,缸内压力,缸内温度和放热率峰值随之增大;NOx的生成量随之增大,Soot的生成量随之降低;存在一个最优喷油提前角使燃油消耗率最低;在100%负荷工况时,喷油提前角在10.1°CA油耗最低。75%负荷工况时,喷油提前角在11.1°CA油耗最低。在50%负荷工况时,喷油提前角在12.1°CA油耗最低。在25%负荷时,喷油提前角在12.6°CA油耗最低。(6)综合考虑柴油机的经济性和排放性,找出四种工况点最优的EGR率、EGR冷却温度、喷油压力和喷油提前角。最终使得在四种工况下燃油消耗率有所降低,同时NOx排放量降低大约60%,接近IMO Tier Ⅲ 2016排放标准。