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近年来,废气再循环(EGR)成为实现清洁燃烧的重要技术手段。通过引入EGR,可以降低缸内氧气浓度,减缓燃烧速度,使缸内燃烧温度降低,以此实现较低的NO_X排放,但同时存在热效率的下降、燃油经济性的恶化及HC和CO排放增加等问题。向柴油中添加含氧量较高的异丙醇可以促使燃烧更加充分,降低碳烟排放,但会使燃料的低热值有所降低;柴油中添加具有较高的热值及高蒸发性的汽油,可以提高燃料的热值并改善其雾化质量,降低柴油机颗粒物排放。本文基于以上思想,以纯柴油为基础燃料(记为D100),选用汽油和异丙醇作为掺混燃料,按照体积比配制了两种柴油/汽油/异丙醇混合燃料(分别标记为D70G20P10和D70G10P20)。首先研究了汽油和异丙醇的添加对混合燃料理化特性的影响,然后在一台装有EGR的高压共轨四缸柴油机上进行了发动机的相关性能试验,对比研究了三种燃料对试验发动机的燃烧特性和排放特性的影响。研究结果表明:(1)与D100相比,D70G20P10和D70G10P20混合燃料的运动粘度、密度、十六烷值、馏程、冷滤点和低热值均降低。(2)发动机在整个负荷工况下的喷射策略均为预喷射加主喷射。相同负荷及EGR率下,与D100相比,D70G20P10和D70G10P20混合燃料的滞燃期延长,燃烧持续期缩短;混合燃料的峰值燃烧压力、峰值燃烧温度均略高于D100;在中小负荷时,混合燃料的峰值放热率均高于D100,而在大负荷时,三种燃料的峰值放热率相差不大。(3)随着发动机负荷的增加,D100、D70G20P10和D70G10P20三种燃料的预喷射持续期减小,主喷射持续期增加,滞燃期缩短,燃烧持续期增加,缸内燃烧压力、瞬时放热率和缸内平均温度增大。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,峰值缸内压力、峰值放热率和峰值燃烧温度均降低。(4)随着发动机负荷的增加,D100、D70G20P10和D70G10P20三种燃料的NO_X和碳烟排放增加。随着EGR率的增加,三种燃料的碳烟排放量略有增加,NO_X的排放量明显降低。(5)与D100相比,D70G20P10和D70G10P20混合燃料的碳烟、超细颗粒物数量和体积浓度明显下降,NO_X的排放有所上升。随着EGR率的增加,超细颗粒物的数量和体积浓度呈上升趋势。