越来越严格的排放法规对柴油的理化特性提出了新的要求,燃料理化特性的变化显著影响着发动机性能和污染物排放。通过揭示燃料理化特性对柴油发动机的性能影响规律,从而为我国燃油标准的制定与发展提供理论和技术支撑。因此,本文选取了不同理化特性柴油、不同馏程柴油和煤制油共三组燃料,在一台高压共轨重型柴油机上进行欧洲稳态测试循环(ESC)试验,研究燃料理化特性对柴油机燃烧特性、燃油经济性和排放特性的影响。首先对未解耦的不同理化特性柴油进行研究,发现燃料密度与其他理化特性具有高度相关性。ESC加权结果表明,当密度小于845 kg/m~3,NOx、soot、CO、HC的排放均相对较低。同理,当十六烷值大于48、多环芳烃小于7.5%、芳香烃小于25%时,ESC加权排放均相对较低。在未解耦的常规柴油研究基础上,进一步选取不同馏程柴油和煤制油,解耦部分燃料理化特性参数。三组燃料的综合试验结果表明:随着负荷增大,燃料理化特性对发动机的影响逐渐减弱。滞燃期主要受十六烷值的影响,与其他理化特性相关性较小。燃烧相位CA50主要与喷油时刻相关,理化特性对其影响并不明显。在CA50基本相等的情况下,发动机热效率主要与运动黏度有关,低黏度燃料的热效率相对较低。芳香烃升高、燃烧持续期延长、十六烷值降低,均会增加NOx排放;其中芳香烃占主导,燃烧持续期的影响次之。芳香烃含量降低、馏程温度降低、运动黏度降低、十六烷值降低均有利于减少soot排放;其中十六烷值的影响均小于其他理化特性。馏程温度降低、十六烷值降低、运动黏度降低,均会使HC、CO排放升高;其中馏程温度占主导因素、十六烷值次之。此外,对于煤制油,两种煤制油的有效热效率均低于柴油。相比煤直接(DCL),煤间接(ICL)具有更低的NOx、HC和CO排放,且ICL的soot排放显著低于柴油。因此,ICL具备替代柴油的良好潜力。