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近几年来内燃机车柴油机燃烧产生的排放物被公认为是对全球环境危害极大的污染源之一。柴油机污染物的排放涉及到公众的身体健康和环境保护等长远利益,但又往往与柴油机的动力性、经济性以及制造厂的生产成本等短期目标和局部利益有一定矛盾,因此在保证柴油机动力性、经济性的同时降低排放指标一直是国内外共同关注的问题。为了满足青藏铁路在高原上的动力性以及保护环境的要求,2006年我国从GE公司引进了NJ2型内燃机车,其7FDL-16AD1型柴油机在保证了作为高原运输动力核心的前提下,满足了青藏铁路对柴油机排放污染物的限制要求,既为国家带来了良好的经济社会效益又提升了我国在保护环境方面的国际地位。首先,本文系统地阐述了国内外内燃机车柴油机降低排放控制技术的现状和发展方向。其次,详细分析了7FDL-16AD1型柴油机为保证柴油机的动力性及经济性的同时降低排放指标所采用的先进技术,并对7FDL-16AD1型柴油机活塞组、燃油系统、缸盖及进排气道、增压系统等零部件的特性进行了详细的理论分析和研究。再次,应用模拟计算的方法,深入探讨了各参数对柴油机性能与排放指标的影响,并以此为借鉴对降低国产的16V240ZJD型柴油机的排放指标进行了模拟仿真研究。最后,利用GT软件的优化模块对柴油机的主要参数进行了优化设计,得出了一组改进优化方案。方案结果显示:柴油机排放指标下降明显,近似满足TB/T2783-2006排放法规,并且柴油机动力性及经济性保持良好。对7FDL-16AD1型柴油机仿真分析与研究的意义就在于更好地消化吸收该柴油机在降低排放指标和保证柴油机动力和经济性方面所选用的先进技术,并以此为基础提出具有等于或高于国外先进技术的国产柴油机设计方案,降低实验成本,提高经济效益,满足国民经济发展的需求。本文是从降低排放指标、保证柴油机动力和经济性的角度对机车柴油机进行的分析研究,在文章中应用计算机仿真软件对机车柴油机的降低排放技术进行仿真分析在我国尚属首次。本文研究改进的平台为GT-SUITE软件。