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节能和环保一直是内燃机技术发展的两大主题。柴油机凭借转速低、扭矩大、可靠性高等优点被广泛应用于交通运输、工程机械、农业、军事等领域,但其较高的NO_X和PM排放阻碍了柴油机的进一步发展与应用。汽油/柴油混合燃料可明显降低柴油机的PM排放,但同时会导致NO_X排放升高的问题。废气再循环(EGR)系统可明显降低发动机NO_X排放,因此,安装废气再循环(EGR)系统可有效解决发动机燃用汽油/柴油混合燃料时NO_X排放较高的问题。此外,柴油机燃用汽油/柴油混合燃料时,无需对柴油机供油系统及其它结构进行改动。本试验选取0~#柴油和92~#汽油作为试验用燃料,将92~#汽油按照体积分数0%、20%和40%分别与0~#柴油掺混制备汽油/柴油混合燃料,分别标记为D100、D80G20和D60G40。本文首先研究了汽油掺混比例对汽油/柴油混合燃料理化特性的影响,并基于一台安装有EGR的增压中冷、直列四缸高压共轨柴油机进行D100、D80G20和D60G40三种燃料的发动机台架试验,并对比研究发动机燃用三种不同燃料时的燃烧规律与排放特性。具体结果如下:(1)随着汽油/柴油混合燃料中汽油所占体积分数的提高,D80G20和D60G40的十六烷值、密度、运动粘度、馏程和凝点逐渐降低,低热值逐渐升高;(2)相同工况及EGR率下,与D100相比,D80G20和D60G40滞燃期增加,混合燃料的峰值燃烧压力、峰值放热率及峰值燃烧温度均高于D100。相同转速及负荷下,随着EGR率的增加,三种燃料的滞燃期增加,峰值燃烧温度逐渐降低。所有工况下,发动机的喷射策略均为预喷射加主喷射;(3)相同工况及EGR率下,发动机燃用三种燃料时,D80G20和D60G40的CA10、CA50和CA90较D100提前,且D60G40具有最短的燃烧持续期。相同负荷及EGR率下,三种燃料的燃烧持续期随着转速的增加而增加。相同转速及负荷下,EGR率增大,混合燃料的快速燃烧期和后燃期增加;(4)转速为1800r/min和2200r/min,相同负荷及EGR率下,与D100相比,混合燃料的预混燃烧强度增强,峰值缸内燃烧温度增加,NO_X排放增加,碳烟排放降低。相同负荷下,随着转速和EGR率的增加,NO_X排放降低,碳烟排放升高;(5)转速为1800r/min和2200r/min,发动机燃用三种燃料时,汽油/柴油混合燃料的超细颗粒物数量浓度和体积浓度排放明显低于D100,且汽油所占体积分数越大,超细颗粒物排放越少。相同工况下,超细颗粒物的数量和体积浓度随着EGR率的增加而增加。