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二甲醚和生物柴油都是柴油机清洁代用燃料,两者混合可取长补短。本文在一台经改造的电控柴油机上,燃用四种不同比例的生物柴油-二甲醚混合燃料,改变主喷时刻、喷射压力、预主喷间隔角、预喷量以及EGR率,研究燃烧边界条件对发动机燃烧和性能的影响。研究了生物柴油比例对发动机燃烧的影响。随生物柴油比例增加,滞燃期减小,最大缸内压力增大,燃烧相位略微推迟,燃烧持续期增大;当量有效燃油消耗率、排气温度和进气质量流量增大;NOx排放先升后降,CO和HC排放均升高。四种混合比例的燃料所排颗粒主要为核膜态。随生物柴油比例增加,颗粒数浓度峰值、总数浓度及核模态颗粒数浓度增多,数浓度峰值所对应的粒径增大,但积聚态颗粒数浓度先增后减,100~1000nm细颗粒数浓度减少。采集颗粒样品并检测了16种常见颗粒相PAHs,未检测到六环PAHs,三环PAHs浓度最高,五环PAHs浓度最低;随生物柴油比例增加,二环、三环、四环PAHs以及PAHs总浓度均升高。研究了喷射策略对生物柴油-二甲醚发动机燃烧的影响。随主喷推迟,缸内压力曲线由单峰变为双峰;当量有效燃油消耗率升高;NOx排放降低,CO和HC排放升高;颗粒数浓度峰值、总数浓度及核模态颗粒数浓度均增加,数浓度峰值所对应的粒径增大;五环PAHs、PAHs总浓度及毒性当量均升高。随喷射压力提高,滞燃期减小,燃烧相位提前,最大缸内压力和放热率峰值均升高;当量有效燃油消耗率降低;NOx排放升高,CO和HC排放均降低。随预主喷间隔角增大,最大缸内压力降低,放热率曲线由双峰变为三峰;当量有效燃油消耗率升高;NOx排放降低,CO排放和HC排放均升高;颗粒数浓度峰值、总数浓度及核模态颗粒数浓度均增多,颗粒数浓度峰值所对应的粒径增大。随预喷量增加,燃烧提前,持续期增大;当量有效燃油消耗率升高;NOx排放先降后升,CO和HC排放升高;颗粒数浓度峰值、总数浓度及核模态颗粒数浓度均增多,颗粒数浓度峰值所对应的粒径增大。最后,研究了EGR率对生物柴油-二甲醚发动机燃烧的影响。随EGR率增大,滞燃期增大,燃烧相位推迟,缸内压力降低;当量有效燃油消耗率和排气温度均升高,进气质量流量减小;NOx排放几乎呈线性降低,CO和HC排放均升高。EGR率在0至20%间变化时,四种比例的混合燃料所排核模态颗粒数浓度远高于积聚态;随EGR率增大,颗粒数浓度峰值、总数浓度、核模态颗粒数浓度及积聚态颗粒数浓度均增多,颗粒数浓度峰值所对应的粒径增大;五环PAHs浓度和PAHs总浓度升高,PAHs毒性当量升高。