船用柴油机在低温起动工况下,存在着起动转速低、摩擦阻力和漏气量较大、热量损失较多等问题,影响着柴油机的正常起动。掌握不同因素对船用柴油机低温起动性能的影响规律以及如何合理的利用这些规律,是柴油机在低温起动过程中最为关键的技术问题。本文以某船用柴油机的低温起动过程为研究对象,开展了起动转速、进气温度、压缩比、配气正时和喷油参数等不同因素对低温起动性能的影响分析,在此基础上,提出了目标机型在环境温度为-28℃的具体解决方案。首先,本文搭建了某船用柴油机的一维和三维仿真模型,对船用柴油机低温起动性能的影响因素及其着火过程进行分析,研究结果表明:在低进气温度条件下,柴油机的漏气率主要受起动转速影响,并随着起动转速的增加而降低;进气温度每增加1℃,缸内压缩终点温度增加1.2~1.5℃;柴油机压缩比每增加1个单位,缸内压缩终点温度温度增加约19℃;通过调节进气门开启正时(IVO时刻)、排气门关闭正时(EVC时刻)改变气阀重叠期,控制高温废气回流,可以有效增加柴油机压缩终点温度;柴油机在低温起动初期,在缸内温度为700K时发生燃烧,且缸内燃烧方式为靠近壁面的预混燃烧,适当增加喷油量、推迟喷油正时有利于改善柴油机的低温起动性能。然后,利用不同设计参数对低温起动性能的影响效果,确定了采用两级中冷装置的方案。根据柴油机的平台试验结果,对两级中冷装置的仿真模型进行标定,确定了低温级和高温级中冷器的传热系数,并使仿真结果与试验结果一致。最后,根据标定好的仿真模型以及不同参数的影响规律,提出了在环境温度为-28℃时柴油机的低温起动方案。通过对比两级中冷装置不同的连接方式,提出了最优的解决方案,即低温级中冷器布置在高温级中冷器之上,并使低温级中冷器的水温为5℃、高温级中冷器的水温为36.3℃时,可以满足柴油机-28℃的起动要求。