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甲醇是一种很有潜力的清洁替代燃料。在甲醇燃料的应用中,利用发动机排气余热对甲醇进行催化裂解得到甲醇裂解气是一种可行可靠且实用的方法。甲醇裂解气中含有的H2有利于燃料的清洁高效燃烧。目前研究多集中在甲醇裂解气在点燃式发动机上的应用,在压燃式发动机上的应用研究相对较少。因此本文以一台柴油机为研究对象,开展了掺烧甲醇裂解气条件下该柴油机特性的数值模拟研究。基于发动机数值模拟方法并结合化学反应简化机理建立了柴油机的三维燃烧模型,并利用试验数据对模型进行了标定。在此基础之上,研究了掺烧甲醇裂解气在不同替代比条件下对柴油机燃烧与排放特性的影响。结果表明:与原机相比,掺烧裂解气后发动机,即醇氢柴油机缸内压力峰值升高,温度峰值上升,高温区域范围较原机更广。发动机动力性与经济性提升;碳烟与CO排放显著下降。NO排放随替代比增大而上升,替代比超过10%时HC排放呈下降趋势。以15%替代比醇氢柴油机为研究对象,对不同初始压力、温度、喷油正时及EGR率条件下的发动机特性进行研究。结果表明:初始压力升高时,发动机缸内压力峰值升高,温度略有下降,发动机动力性与经济性均提升。碳烟、CO和HC排放均有不同程度下降,NO排放略有上升;初始温度升高时,发动机缸内压力峰值与温度水平均升高,但缸内过量空气系数降低,发动机动力性与经济性下降。碳烟、NO、CO和HC排放均上升;喷油正时推迟时,发动机缸内压力与温度峰值均下降,缸内油气混合效果变差,发动机动力性与经济性均下降,碳烟、CO和HC排放均上升,NO排放下降;采用EGR时,发动机缸内压力峰值与温度水平均下降,碳烟、CO和HC排放均有上升,NO排放显著下降,但过大的EGR率会使发动机动力性与经济性明显下降。将15%替代比的醇氢柴油机与原机进行对比分析后表明,采用5%-6%左右的EGR率可以使醇氢柴油机在动力性、经济性以及主要污染物排放上均取得较好的综合表现。