论文已在中国上海举行的第27届CIMAC大会上发表。论文的版权归CIMAC所有。The new emission regulations for marine diesel engines require that new engines fulfil substantially lower NOx emission limits after January 2016, when operated inside so-called 'Emission Control Areas(ECA), whereas, outside these regions, the emission limits applicable since the beginning of 2011 remain in force moreover Tier Ill for the first time is not only limiting the cycle average value but includes aditional constraints for the emission levels at the in dividual points of the test cycle. As a consequence, engines need to be optimized for both sets of requirements, using technology that can be activated when entering an ECA in order to allow reducing NOx emissions by about 75% throughout the part of the operating range corresponding to the test cycle. This paper will elaborate on results from testing of different technology options for fulfilling the Tier I No emissions on medium-speed and low-speed engines including SCR, EGR, wet methods, and natural gas operation. Strengths and weaknesses of each technology, in respect of fulfilling the demands as well as regarding implications on engine efficiency, etc, will be presented. special focus will be put on the challenges found with combination of different technologies needed for reaching the low emission limit and increasing the flexibility to switch the engine operation between emission modes furthermore the best choice of technology for fulfilling Tier lll limits on some selected ship applications will be discussed. Additional space demand vs. need of eventual new conumables will be compared from both cost and operational point of view. Also aspects regarding influence of ship operation and route as well as implications on the installation due to the additional equipments will be taken into account and analysed for finding the most optimum choice of technology

当前我国重型汽油车仍具有一定的市场需求和市场份额，并且随着混动技术的发展预期还会迎来一定的市场增量。重型汽油车与传统柴油车和纯电动汽车相比均具有一定的市场优势。首先，与传统柴油车相比，在开发成本方面，2018年重型柴油车排放标准升级至国六阶段后，为满足严格的污染物排放法规，柴油车后处理技术升级导致开发成本进一步增加，而汽油机与柴油机因点火方式不同，后处理路线也不同，相比而言后处理技术路线简单，开发成本也更低。另外在路权方面，一些地区的交通管制对重型柴油货车采取市区限行的要求，使得车辆在使用中非常受限，而汽油货车多数情况会拥有更多路权优势。其次，重型汽油车应用混动技术后可以很好地解决重型纯电动车存在的充电难、续航短的难题。总之，重型汽油车可以凭借自身的优势弥补重型柴油车和纯电动车在使用中存在的短板，是市场发展中不可或缺的一部分。 但目前重型汽油车与轻型车、重型柴油车相比，存在排放标准滞后，测试方法不完善，排放管控指标少等问题。现行的重型汽油车四阶段排放标准中，排放测试基于发动机台架开展，缺少基于底盘测功机的重型汽油车整车测试方法，且评价方法未将汽油车高排放的冷启动阶段数据纳入考核范围内，难以评估重型汽油车在实际使用中的排放水平，导致重型汽油车产品升级和技术进步缓慢，不利于我国汽车产业发展和环保管理工作。因此为有效管控和降低重型汽油车排放水平，响应国家减污降碳协同增效工作要求，应亟需开展重型汽油车排放测试技术研究，完善重型汽油车排放测评体系，助推汽车产业绿色发展。 综上所述，本研究提出了基于底盘测功机的重型汽油车冷启动下的排放-油耗协同测试方法，并研究了车辆冷机启动对THC、CO、NOx、CO2排放以及油耗的影响规律。研究表明：冷启动对重型汽油车污染物及CO2排放影响较大，与热启动循环排放结果相比，冷启动循环的THC排放增加了86.1%，NOX增加了98.2%，CO增加了65.0%，CO2增加了34.8%。此外，采用0.14和0.86的冷、热态加权系数对排放与油耗测试结果进行综合评估，冷热加权油耗较热态平均油耗偏高1.0%，评估结果反映出了冷启动对排放及油耗均有不同程度的影响。本研究所提出的测试及评估方法为我国重型汽油车下阶段标准升级提供理论数据支撑。

为优化某当量比天然气发动机的燃烧方案，采用Caeses和Converge软件耦合开展了燃烧室几何进行参数化建模和缸内燃烧CFD仿真建模，建立了基于CFD仿真计算的燃烧室自动优化模型，得到了两种优化燃烧室方案，仿真结果表明优化方案能够明显提高缸内滚流比和湍动能，从而有效提升燃烧初期的燃烧速率，降低爆震风险，在同等爆震指数下，实现燃烧重心前移，指示热效率提升2.3%。

本文建立了新型反三角转子发动机流固耦合稳态传热仿真模型，对不同海拔和风速下发动机机体的温度场和热应力场展开研究。研究结果表明：发动机温度场和热应力场以发动机中心轴线为轴，沿周向以120度周期性分布。缸体的温度和热应力均最小，进气端盖略大，而排气端盖的温度和热应力最大。排气端盖内表面温度最高，排气口最大热应力明显大于进气口最大热应力。随着来流速度的增大，发动机最高温度均持续下降，而整体温度差变化不大。当海拔升高时，发动机整体温度差持续下降。且当海拔超过三千米后，温度差迅速下降，发动机最大热应力也随之降低。当冷却气流速度为30 m/s时，冷却效果较好。本文研究结果对于后续改进发动机的设计具有指导意义。

缸盖是发动机的四大核心部件之一，有着复杂的加工工艺。在缸盖线的日常质量控制中，采取的是统计过程控制（Statistic Process Control，简称SPC）。在上海大众动力总成有限公司EA211 1.5MPI发动机产品改造项目中，因工艺布局，产生了缸盖机油标尺孔倒角深度尺寸不受控的问题。本文针对该问题进行深入分析，分析了不受控问题产生的原因，并对要因得出了相应的解决方法，从而解决了生产过程中的实际问题，并得到了相应的结论与结果。

由于使用电缸代替油缸进行导管的压装作业，润滑就显得极其重要。润滑的好坏直接影响到加工过程与设备寿命。为了应对这一挑战，生产线不断的进行研究和实践。本文通过对目前在上海大众动力总成有限公司使用的导管压装设备的润滑位置、介质与介质粘度对于压装影响的研究与实践，得到了相应的结论与结果。

电辅助涡轮增压器（EAT）相比较于传统涡轮增压器具有显著的优势，可以增加进气，减小“涡轮迟滞”效应，提高低速扭矩，提高燃油效率并减少氮氧化物的排放。将高速永磁无刷直流电机/发电机与涡轮增压器原机进行集成设计，利用输出功率，在低工况驱动涡轮增压器加速转动，实现更快速的瞬态响应。本文首先建立了某型号涡轮增压器有限元模型，并根据振动测试实验数据对涡轮增压器的有限元模型进行了验证。随后设计了高速无刷直流电机转子部分，并将其安装在压气机轴端，与涡轮增压器同轴。由于转子-轴承有限元模型中存在浮环轴承模型，对浮环轴承和半浮环轴承（SFRB）支撑的EAT的线性和非线性运动进行了预测，预测结果显示，在EAT较宽运行速度范围，其转子具有广泛的次同步振动，转子动力学行为复杂，在高转速时次同步运动达到“极限环”，使系统无故障安全运行；采用了半浮环轴承的EAT，振动幅值有了明显的下降，有效地减轻了轴承的油膜振荡，使得EAT转子-轴承系统更加可靠的运行。本文的内容可以有效地辅助EAT的研究工作，提高其NVH性能。

氨发动机加入天然气后改善了氨发动机燃烧性能差的问题，但是带来了更高的NOx排放。因此本文在已知最佳的氨/天然气比例的基础上，通过模拟研究探讨了不同EGR率对于氨/天然气发动机的性能影响，研究设置了0%-24%共7组不同的EGR率。研究结果表明：引入EGR技术后氨/天然气发动机的动力性和经济性都有一定程度的下降，虽然发动机CO、N2O和soot排放增加，但是氨/天然气发动机NOx排放得到了大幅的改善。综合考虑氨/天然气发动机的整体性能，EGR16%为较优的氨/天然气发动机和EGR率组合。氨/天然气发动机使用EGR技术后能够达到TierIII的排放法规，有效解决了氨/天然气发动机NOx排放高的问题，本文的研究成果对于氨燃料发动机的发展有重要的指导作用。

在进气、压缩过程中，缸内流体运动对油气混合以及燃烧具有不可忽视的影响，改善缸内流动效率，可以达到改善燃烧过程的目的。通过改变压缩比、烧室结构等手段在优化柴油机燃烧性能的同时也改变了缸内流体运动情况，因此压缩比、燃烧室结构与缸内流体运动以及燃烧性能之间存在一定关系。为了研究缸内流动对燃烧性能的影响规律，本文利用仿真手段对直喷柴油机不同燃烧室结构不同压缩比下的四个模型进行缸内流动和燃烧计算。结果发现，相同燃烧形状下，在压缩比相差小于0.6%的情况下，低压缩比模型中，流体运动速度增加，由于涡流比大、涡量大，由速度驱动的Kelvin-Helmholtz不稳定性增加，促进燃料和空气的混合，提高燃烧速率，使得两模型之间的爆压值仅相差0.8%；在相同压缩比下，可以通过优化燃烧室结构提高流体运动速度、增加涡流运动强度、增加再循环区域的面积促进油气混合，提高燃烧效率，在爆压值近似相等的情况，缸内流体运动较优的模型其爆压值发生时刻提前了1.4°CA。

“碳中和”、“碳达峰”的双碳目标受到广泛关注，降低碳排放成为亟待解决的问题。此外，能源压力上涨和严格的排放指令要求清洁燃烧，提高内燃机的燃油效率。发展内燃机替代燃料或掺混燃料，建立能源供应的多元体系，不仅有利于改善内燃机燃烧及排放问题，还能进一步缓解对石油的依赖。然而，目前燃油调合机理尚未十分明确，影响了后续内燃机替代燃料的发展。因此，本文综述了汽油组分对自燃、火焰传播的影响，并进一步总结了常见的生物质含氧燃料组分作用汽油机抗爆性的研究现状，旨在指导生物质含氧燃料掺混汽油燃料的市场应用。