船用低速柴油机EGR技术的应用分析

船用低速柴油机EGR技术的应用分析

沈延强

上海中船三井造船柴油机有限公司上海201306

摘要：在最近几年以来，我国的科学技术和社会的生活水平都在不断的提升.随之而来的就是我国的船舶的运输过程中的技术应用也在不断的提升.在我国船舶中的低速柴油机主要是耗油量比较低以及在使用过程中效率比较高的特点.所以它在实际的运输和应用过程中有着优良的经济性以及能够提供较高的动力.所以在我国船舶的运输过程中使用汽车的柴油发动机已经成为了发展过程中的一个必要趋势.但是柴油机在使用的过程中噪声也比较大，而且在使用的过程中还排放出大量的废气会不断地污染环境，而且我国在排放技术的控制方面也比较落后.所以为了更好的落实我国对环境保护相关的法律和法规.我国的相关的工作人员通过对在使用及过程中所体现的问题进行深刻的研究和分析，提出了许多具有针对性的解决措施，其中主要就是采用废气再循环技术，也就是EGR技术.因为EGR技术能够有效的降低氮化物的排放量，并且在实际的操作过程中设计把自由度也比较大，所以就得到了广泛的使用.

关键字：船用；低速柴油机；EGR技术；应用；分析

在现在阶段中，我国科学技术以及社会生产水平都在不断地提高。这样在带来巨大经济收益的同时，过快的发展也给生活环境带来了巨大的损害。随着我国的传播行业在运输中广泛发展。我国每年的船舶运输量都在不断的增加，然而船用的低速柴油机中排放的废气对周围的环境造成了巨大的影响和污染。因为船舶运输中低速柴油机所排放的氮化物等污染已经造成了周围环境的雾霾以及温室气体等现象已经频繁发生，并且已经直接影响到了人们的生活环境和身体健康。为了能够实现经济与环境的稳定发展。在最近几年以来，我国的船舶行业一直在倡导绿色和环保的航行。所以在船舶运输过程中，充分的利用EGR技术就有效的控制了低速柴油机对氮化物的排放量。通过充分的在船舶行业中运用EGR技术,就可以充分的对我国的低速柴油机进行节能减排的方面的及时更新和改革，更能促进我国船舶行业的可持续发展，并且增加一定的经济收益。

一、EGR技术的研究现状和发展趋势

在我国现在的发展阶段中，对于EGR技术的开发和相关的研究与国外相比,不管是在研究和开发的方面，还是在对船舶低速柴油机中的实际应用的方面都处于落后的状态。但是在最近几年以来，我国对EGR技术的研究在逐渐的增加，并且保持稳定上升的趋势。我国相关的研究人员对EGR技术发展和应用都给予了高度的重视，这样对EGR技术在实际的应用和研究过程中有着非常重要的推动作用。在实际的应用过程中,EGR系统对船舶的低速柴油机的结构的改动比较小，并且在实际的安装过程中费用比较低，也就是说降低了实际的开发成本。所以在进行实际的低速柴油机发展过程中，EGR技术的应用具有更大的发展空间和发展的潜力。

其实EGR技术在最开始是应用于汽油机上的研究。并且经过不懈的研究后取得了相应的成功，之后就广泛地在柴油机上进行了推广。随着相关的技术人员对EGR技术和系统的开发进行了深刻的研究和分析。EGR系统中的装置和设备也就越来越完善，其中它的控制系统和相应的操作也就越来越先进，能够实现准确的控制以及不断的加强其控制的灵敏性。但是在实际的应用过程中，EGR技术在柴油机上的应用远远不如在汽油机上应用的准确和广泛，尤其是在船用的重型柴油机上，船舶的低速柴油机中使用的柴油品质也比较差，不能够得到准确的提炼，使其含有比较多的杂质，所以就导致在使用的过程中产生的废气中有较多的氮化物和硫化物。所以相关的。由于在最近几年以来，我国对环境污染的问题有了较高的重视和关注,尤其是在废气排放方面的关注度，所以相关的工作人员和技术人员就十分重视对EGR技术的应用和开发。在最近几年以来，我国的很多科研机构和相关的企业对EGR技术的应用进行了大量的尝试，并且获得了一系列的成果。

其中EGR技术的发展趋势一般分为两个方面，其中一方面是EGR技术在本身的完善，另一方面就是EGR技术和其他的技术在船用低速柴油机中的综合使用情况。对于这EGR技术本身的完善和发展来说。首先就是要进行基础的理论体系的不断完善和创新以及在实际的时间过程中，对相关的数据和经验进行相应的积累。然后就是对于这一款系统的发展方向，以及在船用低速柴油机中应用的方向进行进一步的研究。虽然在我国的船用低速柴油机上，EGR技术已经得到了一定的应用和发展，但是它仍然存在着一定的发展空间,也有待于提高其控制的精度和反应的速度。另一个方面就是EGR技术在与其他节能减排的技术进行有机的融合，并且能够使其在船用低速柴油机上进行有效的应用和发展。在实际的应用过程中，这一点技术在降低氮化物排放量的同时，也会产生一些不利的影响和因素,这样在一定程度上就会产生一些负面的影响。所以在船用低速柴油机的应用过程中将EGR技术与其他有效的技术进行综合性的使用，可以不断的优化氮化物排放的效果。

二、EGR技术以及系统的本身应用以及在船用低速柴油机中的应用

2.1EGR技术的概述

废气再循环技术是在上世纪中叶时被提出来的。当时的主要研究表明，如果在实际的应用过程中，不断的降低近期的氧分子的浓度，则在工作后产生的废气中的氮化物的浓度也会不断地降低，并且效果比较显著，所以，这样技术最主要的特点就是能够从排气管道中将导出的废气再将其送入到进气的管道中与空气相结合，以此来进行一系列的循环来降低氮化物生的生成量。在最近几年以来，我国对EGR技术的发展有着快速的进步，在船用低速柴油机中EGR技术的电子控制以及中冷EGR技术都已经不断的应用和发展。但是由于在实际使用的柴油质量比较差,也就导致其中含有较高的杂质，所以在实际的应用过程中，EGR技术其实还在处于起步的阶段。

2.2EGR技术在应用时的基本原理

在实际应用的过程中，EGR技术其实是一种在柴油机机身内进行净化的技术,这样就可以在船用低速柴油机实际工作的过程中，不断地降低氮化物的生成，这样就更能够促进其对氮化物等污染物的排放。在实际的工作过程中，EGR技术主要是利用燃烧废气中的惰性气体不参与二次燃烧的特性，将这些废气与新鲜的空气进行有机的融合，并且提高柴油机整体的热量，进而不断的降低在燃烧室中的温度，这样就可以有效地减少氮化物的反应时间。同时在实际的生产过程中，由于氧气被很好的稀释，所以这样就更加阻碍了氮化物的生成效率。所以通过EGR技术的全方面的分析，发现这页技术主要是利用柴油机内的燃烧质量来不断地减少氮化物的排放。所以，在柴油机。工作过程中广泛的利用这一耳技术，也会对其柴油机的工作性能造成一系列的不良影响。会在一定程度上增加排放物中污染量的排放量以及加快燃料的消耗。

2.3EGR技术对低速柴油机的影响

在船用低速柴油机工作过程中不断的应用EGR技术以及不断的安装EGR系统之后，柴油机的燃烧质量就会随着这EGR技术的工作不断增加而降低。首先当柴油机排放的废气和新鲜的空气进行充分的混合之后，柴油机中的不可燃烧的成分就会不断的提高混合气体中的整体的热熔，并且还不断的稀释柴油机中氧气的浓度，使得柴油机中的温度不断的减小，进而不断的推迟能源达到着火点的时间，并且使得柴油机中的最佳爆发的压力不断的减小。还有就是柴油机中的燃烧质量的不断降低会不断的影响煤炭颗粒的生成量和燃油消耗的速率不断增加。最后在比较小的负荷状态下，EGR技术会严重影响柴油机实际的燃烧质量，这样就会导致柴油机中的燃料不能够被完全的燃烧。所以这样技术广泛地应用在船用等重型的低速柴油机的使用中。

在船用低速柴油机运行的过程中，EGR技术可以有效地减小柴油机的燃烧噪声。因为在实际的运作过程中，柴油机燃烧的压力一般都非常大，所以会产生比较大的燃烧噪音。但是这一技术可以使燃烧的时间进行有效的拖延，使得燃烧机中的燃烧压力在不断的下降，所以噪音也就会得到有效的降低。

但是在柴油机实际的工作过程中，经常性的应用EGR技术会在一定程度上缩减柴油机的工作年限，也就是在一定程度上降低柴油机的工作寿命。在柴油机的废气中的腐蚀性成分会不断地造成柴油机内部的腐蚀，尤其是柴油质量不能得到良好的保证，会存在一些硫化物，这使得腐蚀的效果更加明显。并且在废弃中存在的一些颗粒会不断的削弱柴油机中的润滑效果，不断的加快相关的零部件的磨损。

2.4EGR系统的概述

随着我国对EGR技术的进一步研究和应用。EGR系统中的各个结构和组织都越来越完善，功能也在不断的加强。在EGR系统最先开发的时候，其实并没有一些专门的部件，只是在船用低速柴油机进行工作的时候，不断地更改气阀的定时时间，使得部分的废气能够直接地从排气阀门中被引入到进气气缸中，从而实现废弃的不断循环利用。其中在不断的发展过程中相关的工作人员提出了外部EGR技术的相关理论，这样也使得这样系统能够被清晰和完善的定力。也有了这样系统中专门的管路以及过滤器等的各个专业的使用组织和零部件。再这样系统中主要的组成部分。

有EGR阀门和中冷器以及相关的管路和相关的自动控制的系统等等。在之前的EGR系统中，并没有发明中冷器，这使得在柴油机排出的废气进行回流后，将直接和新鲜的空气进行融合。这样就会使得废弃自身带有的热量，会不断的促进燃油的燃烧，就会使得这一系统进行节能减排的效果不断的降低。在一定程度上也会严重的造成进气系统中设备的严重腐蚀。然而在现在的船用低速柴油机中的EGR系统中均会使用中冷器。而且目前最常用的这样系统主要是电控的这样系统，它是通过EGR的控制单元来控制阀门的开关。

再EGR系统中最最重要的就是EGR的阀门，它的精度会直接影响着EGR工作效率的准确度,并且对低速柴油机工作的效率也有着直接的影响。在目前船用低速柴油机中，EGR系统的阀门都是使用的电磁阀门，因为它具有优秀的准确性和可靠性，所以它在实际的使用过程中的范围越来越广，已经呈现替代机械阀门的趋势。并且在实际的工作过程中，使用相应的电子芯片来进行控制开关的得相应工作，使得其工作的可靠性比较高，也具有比较高的准确度，还有很好的调节功能。在实际的工作过程中可以实现不同状况下的自动调节和反馈。

EGR系统在具体的应用过程中还分为两种系统，其中内部的这样系统是指在柴油机进行阀门打开的时候，排气阀门还没有进行关闭，所以一部分的废气可以通过排气阀门直接进入发动机中，来进行下一个的燃烧过程。所以内部的EGR系统是没有专门的部件的，所以企业在进行安装的时候，其成本比较低，但是EGR系统的控制准确度比较低，节能减排的效果也比较差。然而，外部的EGR系统主要是对柴油机产生的废气进行有效的分流，使得一部分废气能够通过相应的管路和新鲜的空气进行充分的融合后进行到下一个燃烧的过程。而且在具体的实施过程中，废气是通过单独的管路来进行回流的，所以可以对EGR系统工作进行准确的控制。但是在废气流进进气系统的过程中，也会造成进气系统中的相应的污染和腐蚀。所以通过相应的分析和比较，在实际的船用低速柴油机的使用过程中，通常是采用外部的EGR系统来对排放的废气进行节能减排的工作。

2.5EGR系统在船用低速柴油机中的应用

在现在的发展阶段中，船用柴油机已经开始尝试和系统性的安装EGR系统来进行有效的降低氮化物的排放量。随着EGR技术的不断发展和EGR系统也在不断的完善和改革，使得EGR系统在船用低速柴油机上的应用有着很大的发展空间和潜力。在船用低速柴油机中不断地使用EGR系统已经取得了良好的成果,但是在实际的情况中也仍然是处于起步的状态。在船用低速柴油机工作的过程中，EGR系统在现在的发展阶段中，只是处于辅助的作用，但是通过一系列的工作就可以不断地弥补其他节能减排的技术所产生的不足，但是随着EGR技术的不断发展，在船用低速柴油机中逐渐可以作为单独的节能减排技术来进行使用，并且在现在的发展阶段中逐渐作为主要的节能减排的技术进行使用。但是为了能够有效的降低船用低速柴油机对氮化物的排放量，也要使得这一系统能够与其它的节能减排的技术进行有机的融合。以此来达到一个最优的效果。

结束语

综上所述，相关的工作人员对现在的船用柴油机的排放特点以及在实际使用过程中的动力特性进行充分的研究和思考，并且也对EGR技术在实际使用过程中以及其本身的一些特点和优点进行了相应的讲述。并且也结合分析了。船用二冲程船用的低速柴油机在实际使用过程中对EGR技术的实际应用情况。对船用柴油机EGR技术的应用进行了详细的分析和了解。这样就可以为今后EGR技术能够在船用的柴油机进行进一步的应用和发展的过程中提供了更全面和有效的参考方向和数据。在实际的研究过程中，通过对传统的低速柴油机为主要的研究对象，在通过对其使用EGR技术的研究中发现,在进行低速柴油机模拟。运行的过程中，对低速柴油机进行EGR技术的应用可以有效的降低氮化物的排放。使之可以满足相应的防止环境污染的法律和法规。并且在实际的研究过程中，随着EGR技术的不断应用,氮化物的排放量也在不断的降低。这就说明充分的利用EGR技术，可以有效地降低氮化物的排放量，可以有效的提高低速柴油机在实际运作过程中的工作效率，也可以进一步的降低运行的成本。

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