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我国是一个“富煤少油”的大国,通过煤炭间接液化技术得到的F-T柴油以其硫含量和芳香烃含量低的优势,逐渐成为清洁燃料领域的研究热点。与传统柴油相比,F-T柴油的制取成本相对较高,且F-T柴油的十六烷值较大,在部分工况下会导致发动机燃烧和排放特性恶化。乙醇/正丁醇的十六烷值远低于F-T柴油,价格低廉,且因其自身含氧而能有效降低柴油机碳烟排放,与F-T柴油掺烧理论上可以改善发动机的燃烧性能、排放性能及经济性。为了直观研究F-T柴油的燃烧及排放特性,以喷油规律为研究变量,开展发动机燃烧和排放过程的三维模拟计算。模拟结果表明,与矩形喷油规律相比,梯形喷油规律喷油初期喷油量小,导致缸内压力峰值较低,缸内燃烧较为柔和。并且在梯形喷油规律下,滞燃期较长,预混阶段放热量小,Soot排放低。与靴形喷油规律相比,梯形喷油规律喷油重心提前,导致缸内压力峰值较高,扩散燃烧阶段放热量小,燃烧温度相对较低,NO排放量少。开展了F-T柴油与乙醇/正丁醇的互溶性试验,结果表明,小比例乙醇与F-T柴油互溶性较好,当乙醇体积比升高至10%时,互溶性较差,需加入少量助溶剂以提高混合燃料的稳定性。正丁醇与F-T柴油互溶性较好,且静置30天未出现分层现象。基于燃料互溶性试验,在发动机台架试验中,以F-T柴油为基础配制了五种燃料,分别为纯F-T柴油、乙醇体积比分别为5%和10%的F-T/乙醇混合燃料以及正丁醇体积比分别为8%和16%的F-T/正丁醇混合燃料,依次记作:FT、E5FT、E10FT、B8FT和B16FT。搭建了F-T柴油掺混乙醇/正丁醇的台架试验,结果表明,转速不变时,随着负荷降低,五种燃料缸内压力峰值均降低,且添加乙醇/正丁醇的混合燃料压力峰值明显高于F-T柴油。额定转速不同负荷时,混合燃料压力升高率峰值均比F-T柴油高,且压力升高率峰值随着混合燃料中醇类比例的增大而增大。额定转速不同负荷工况时,混合燃料瞬时放热率峰值比F-T柴油高,且瞬时放热率峰值随着醇类掺混比例增加而升高。F-T柴油掺混乙醇/正丁醇后,NO_X排放和烟度均有不同程度降低,额定转速全负荷工况时,相比F-T柴油,E10FT混合燃料对烟度降幅高达55.0%,额定转速50%负荷时,E10FT混合燃料降低NO_X的幅度高达62.6%。CO和HC排放随着醇类添加比例增大而升高。发动机处于额定转速时,随着负荷增加,五种燃料有效燃油消耗率均降低,且混合燃料中乙醇/正丁醇添加比例越大,有效燃油消耗率越高。