减少柴油机尾气污染物尤其是颗粒物排放是当今节能与环保主题下的重要研究内容,探索燃油与柴油机控制参数对柴油机颗粒物排放的影响是该研究的重要方向。聚甲氧基二甲醚(PODE)具有高十六烷值、高含氧量、无碳-碳键等特点,是一种新型的柴油替代燃料,具有降低柴油机排放的优良潜力。本文在一台轻型高速涡轮增压柴油机上,燃用柴油以及不同掺混比例的PODE/柴油混合燃料,研究了PODE对柴油机燃烧与气体排放的影响。随后,针对一种特定掺混比例的PODE/柴油混合燃料,重点考察不同工况下供油参数对混合燃料发动机燃烧和颗粒物排放特性的影响,并与相同控制参数下纯柴油发动机的性能进行了比较。燃用柴油以及3种不同掺混比例的PODE/柴油混合燃料,试验研究了掺混PODE对柴油机燃烧和气体排放性能的影响。结果表明:柴油中掺混PODE,预喷燃油引起的低温放热率相对较低(低速大负荷工况除外),缸内活性成分增多,主喷燃料的燃烧持续期缩短,缸内最高燃烧温度升高。随着PODE掺混比例的增大,缸内压力峰值和压力升高率上升更明显,燃烧持续期更短,燃烧温度更高。掺混PODE后柴油机的NO_x排放升高,HC排放有所降低,但对CO排放影响不大。另外,PODE的掺入降低了发动机的当量燃油消耗率,改善了燃油经济性。试验研究了发动机工况及共轨压力、预喷相位与预喷量、主喷相位等供油参数对柴油机燃烧和颗粒物排放特性的影响。结果表明:高转速下颗粒物数浓度显著高于低转速下,负荷升高核模态颗粒物降低,积聚模态颗粒物不变或略有上升;共轨压力增大,预喷放热率降低,主喷燃烧始点提前且放热率峰值提高,主喷燃烧持续期缩短,最大爆发压力和缸内最高燃烧温度增大,明显降低积聚模态颗粒物和总颗粒物数浓度,但小负荷下会增加核模态颗粒物的排放;预喷相位提前会使预喷放热率明显下降,能有效降低积聚模态颗粒物数量,但会导致小负荷下核模态颗粒物数量明显上升;增大预喷油量能显著增大预喷放热峰值,主喷放热峰值略微减小,对颗粒物排放的影响受发动机工况的影响而不同;主喷相位提前导致主喷放热率曲线前移,缸压峰值显著增大且相位提前,低转速下最高缸内气体平均温度明显提高,显著降低除高速小负荷工况外的积聚模态颗粒物数浓度,但在低速小负荷时会增加核模态颗粒物的排放。重点研究了利用掺混PODE降低柴油机颗粒物数浓度排放,结果表明,掺入PODE能显著降低各种工况下发动机的积聚模态颗粒物数量及颗粒物总数浓度,且大负荷下效果更佳;随着供油参数的变化,PODE对颗粒物的减排效果不随数浓度下降而减弱,且某些情况下表现出更强的减排能力。另外,混合燃料对核模态颗粒物生成的抑制能力比相同供油参数下的纯柴油更强。预喷阶段过稀的混合气及燃烧后期温度与核模态颗粒物生成密切相关,主喷阶段预混合燃烧比例和燃烧温度则对积聚态和核模态颗粒数浓度均有重要影响。PODE高挥发性的特点能较好抑制颗粒生成,而燃油自身含氧的特点能显著抑制颗粒物生成,且抑制能力随高温和氧化时间的延长更加突出。研究结果认为,PODE在各工况和供油参数下对柴油机颗粒物排放数量抑制效果显著,是优秀的柴油替代燃料。