目前,缓解石油资源短缺和改善环境,寻找切实可行的石油替代燃料和发展高效的清洁燃烧技术具有重要的意义。乙醇是一种现实可行的石油替代燃料,对于实现柴油机高效和低排放具有很大的潜力。然而,目前柴油机在低负荷工况下还不能使用较高的乙醇替代率,这是因为低负荷下较高的乙醇替代率使柴油的着火性变差,燃烧恶化,导致发动机的指示热效率（ITE）降低。本文基于某四缸增压直喷柴油机,通过在发动机进气岐管上加装乙醇喷嘴,改造成乙醇/柴油双燃料发动机。采用数值模拟和实验相结合的方法对柴油机低负荷下提高乙醇替代率的高效燃烧策略进行研究,达到提高柴油机低负荷下乙醇替代率和具有较高热效率的目的。具体研究内容如下:利用CONVERGE软件,建立了双燃料发动机单缸几何模型,并与构建的乙醇/柴油简化氧化反应机理进行耦合。研究了乙醇替代率对发动机的燃烧及排放特性的影响,结果表明,随着乙醇替代率的增加,最大缸内峰值压力降低,最大压力升高率增加,但发动机热效率降低。CO和HC排放增加,而NOx和Soot排放先增加后减少;基于最大乙醇替代率E30,研究进气温度对发动机的燃烧特性和排放特性的影响,结果表明:随着进气温度的升高,最大缸内峰值压力增大,最高燃烧温度增加,最大压力升高率先增大后减小,并且在进气温度为360K时有一个最大值;NOx和Soot排放随着进气温度的增加而上升;基于最大乙醇替代率E30和最佳进气温度360K,研究EGR对发动机燃烧特性及排放特性的影响。结果表明:随着EGR率的增加,热效率增大,NOx排放减小,而Soot排放增大。基于最大乙醇替代率E30、最佳进气温度360K、最佳EGR30,研究喷油正时对发动机燃烧特性和排放特性的影响,结果发现:随着喷油提前角的增大,最大压力升高率增大且其相位前移,指示热效率提高,NOx、HC排放增加,CO、Soot排放减少。由此可得出:优化进气温度、EGR率及喷油正时,是同时提高柴油机低负荷下的乙醇替代率和指示热效率的有效途径。本研究将为发展乙醇/柴油双燃料燃烧技术提供理论指导和参考。