随着世界范围内对船舶需求的增加,船舶发动机排放污染问题日趋严重,国际海事组织制定了更加严格的NO_x排放法规。由于船用低速二冲程柴油机试验成本昂贵,本文通过一维和三维仿真软件开展了发动机主要参数、EGR和喷油策略对排放的影响研究,探索满足TierⅢ排放法规的技术路线。基于GT-Power搭建了一维仿真模型,研究了发动机扫气参数(包括增压压力、扫气口面积、排气门关闭定时)、喷油定时和进气成分对发动机NO_x排放、燃油消耗及动力输出的影响。结果显示:提高增压压力可以改善输出功率,降低燃油消耗,但是会使NO_x排放升高;减小扫气口面积或者推迟排气门关闭定时能够降低NO_x排放,但是均不能达到IMO排放法规限值。提前喷油正时不能降低NO_x排放,但可以改善发动机的燃油消耗;而推迟喷油正时能够降低一定的NO_x排放,但不能满足法规限值且燃油消耗和动力输出恶化。EGR是本文研究范围内唯一可以直接实现降低NO_x排放至TierⅢ排放法规限制的措施,但是存在燃油消耗率增加较多的问题,其中25%EGR率在满足TierⅢ排放限值基础上油耗增加最少。为了获得更加准确的模拟结果,基于Converge软件建立三维仿真模型,开展了25%EGR率条件下不同喷油策略(预喷射、后喷射和顺序喷射)和喷油器参数(喷油定时、喷油器位置)对发动机NO_x排放及燃油消耗的影响研究。结果显示:预主喷间隔为5°CA且预喷燃油比例为15%、主后喷间隔为5°CA且后喷燃油比例为10%、一次预喷和一次后喷组合、顺序喷射间隔为2°CA、喷油器朝向向上调整5°等措施均可以满足TierⅢ排放法规,且相比仅采用25%EGR率策略燃油消耗降低,其中预主喷间隔为5°CA且预喷燃油比例为15%,可以使原机燃油消耗升高最少,仅升高3.56 g·(kW·h)-1。综上所述,采用25%EGR率可使发动机NO_x排放满足TierⅢ标准,但是燃油消耗升高较多,约为4%~5%。进一步结合预喷油策略,可使发动机排放满足TierⅢ的基础上,燃油消耗得到优化,使油耗升高下降至2.0%。