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世界能源危机和汽车尾气污染日益严重，促进了内燃机新型燃烧技术的开发和内燃机清洁代用燃料的研究。本文在改装的柴油机上实现了丁醇气道喷射结合柴油缸内直喷的复合喷油燃烧，并通过发动机台架试验，研究了转速分别为1400r/min和1900r/min，平均指示压力（IMEP）分别为0.5MPa和1MPa工况下，丁醇柴油喷射比例对燃烧和排放性能的影响，以及废气再循环（EGR）和柴油直喷喷油时刻对丁醇柴油复合喷油燃烧和排放性能的影响。试验结果表明，小负荷工况下，复合喷油燃烧过程以预混燃烧为主，随着丁醇喷射比例的增大，其最大爆发压力小幅度降低，最大压力升高率略有升高。在大负荷工况下，复合喷油燃烧过程存在明显的扩散燃烧，随丁醇喷射比例的增大，扩散燃烧比例减小，最大爆发压力和最大压力升高率均升高，特别是在低速情况下。随着丁醇喷射比例增大，丁醇柴油复合喷油燃烧的滞燃期基本不变，而燃烧持续期缩短，指示热效率降低，但仍能保持在40%~50%之间。从排放来看，丁醇柴油复合喷油燃烧的烟度排放很小；NOX排放量随丁醇喷射比例的增大，小负荷工况时略有降低，大负荷工况时小幅度上升。CO和HC排放生成随着丁醇喷射比例的增大而迅速增加。随着EGR率增大，丁醇柴油复合喷油燃烧的最大爆发压力降低，最大压力升高率呈先减小后升高趋势，滞燃期延长，而燃烧持续期缩短，HC排放先减少后增加。在30%中等比例EGR率前，指示热效率基本不受EGR率的影响，烟度排放非常低， NOX排放显著减少，EGR率达到30%时的减少幅度可达70%以上，CO排放也基本不随EGR率变化；当EGR率超过30%时，指示热效率有较明显的降低，烟度迅速上升，CO排放显著增加。喷油时刻提前，烟度略有降低，CO和HC排放减少，NOX排放明显增加，但随着EGR率的增大，喷油提前对NOX排放的影响减弱。综上所述，根据工况调节丁醇柴油喷射比例，并采用适当的柴油喷油提前角，结合中等比例的EGR率，可以保证发动机良好经济性的同时显著降低烟度和NOX排放，并能保持CO和HC排放在较低的生成水平。本文的研究对丁醇在柴油机中的高效低排放利用具有一定的指导意义。