李长锟，王天友，孙 凯，王怀印

(天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072)

0 概述

现阶段，航运产业迅速发展，相应的排放法规也日趋严格。国际海事组织规定自2016年起在排放控制区推行Tier Ⅲ标准，NOx排放限值比Tier Ⅰ 阶段锁紧约80%[1]；自2020年起，规定全球范围内船用燃油含硫量降至0.5%，这对传统燃用柴油/重油的船用低速机提出了更高的要求。柴油-天然气双燃料发动机因排放较低等优势得到国内外广泛关注[2-3]。柴油-天然气双燃料二冲程低速机按照天然气喷射方式可分为高压喷射[4]和低压喷射[5]。其中，高压喷射式机型采用天然气高压直喷实现扩散燃烧，与柴油机具有相当的动力性，热效率高，无爆燃、甲烷逃逸等现象，受到船舶行业的青睐[6]，但排放性能较差，需要借助其他降排措施达到Tier Ⅲ排放标准要求。

研究表明选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)、废气再循环(exhaust gas recirculation, EGR)等技术是达到Tier Ⅲ排放标准要求的有效手段[7]。其中，SCR技术设备昂贵且占地空间较大。MAN 公司[8]试验证明船用低速机单独采用高压EGR可使NOx排放降至3.4 g/(kW·h)以下。文献[9]中研究发现采用36%～37% EGR率可以满足Tier Ⅲ排放标准，但同时有效燃油消耗率升高6%。文献[10]中研究结果表明42%EGR率可使船用低速机NOx排放降低82%，但油耗恶化严重。相比于EGR通过在进气道引入废气改变进气组分的方式，进气加湿(humid air motor,HAM)技术具有实现难度低、成本低、耐久性好等优势[11]，适用于船用中低速机。文献[12-13]中通过控制进气道处喷雾系统加湿，使发动机的有效功率、燃油消耗率得到改善，同时NOx排放也降低。……