节能与环保已成为当今内燃机行业研究的两个热点问题。随着石化能源的日益枯竭，寻找清洁、高效的柴油机替代燃料已成为柴油机可持续发展的关键。目前国内在不断的探索和研究开发替代燃料，研究替代燃料的目的，不仅是为了降低排气污染，而且也是为了节省和开发新能源，缓解内燃机对石化燃料的依赖。目前主要的替代燃料是二甲醚、天然气、液化石油气和生物柴油等，其中生物柴油是一种清洁可再生的生物质能源，是一种优良的替代燃料。本文以YZ4102QF柴油机为研究样机，利用数值模拟的方法，研究了发动机掺烧不同比例生物柴油对原发动机的燃烧和排放特性的影响。利用AVL—FIRE2008软件对YZ4102QF柴油机进行网格划分，建立缸内燃烧模型。分别模拟柴油机在燃烧B0、B10、B20、B50四种燃油在固定的转速不同负荷率的情况下的燃烧和排放特性。分析了缸内压力、放热率的变化规律及燃油经济性和NOX和Soot的排放特性。模拟分析结果表明：掺烧生物柴油后，缸内压力峰值略有下降；放热率峰值下降，相位也提前；指示燃油消耗率略高于纯柴油，而且随着负荷的增大，各种燃料的指示燃油消耗率的差距逐渐减小；NOX排放增加，而Soot的排放随着生物柴油添加比例的增加而逐渐降低。由于生物柴油是含氧燃料，所以柴油机燃用生物柴油会导致NOX排放增加。为了降低NOX的排放，本文引入EGR率模拟分析其对生物柴油发动机的燃烧和排放的影响。通过调节EGR率，模拟分析了不同EGR率对燃用B20燃油的发动机的缸内压力、指示燃油消耗率、NOX和碳烟排放的影响。随着EGR率的增加，发动机缸内压力逐渐下降；指示燃油消耗率随着EGR率的增大而增大；NOX排放随着EGR率的增加而大幅度的降低，碳烟排放降低幅度较小。