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面对化石燃料的不断消耗以及由此带来的温室效应问题，人们开始日益重视具有可再生以及碳中性等特点的生物质替代燃料。2,5-二甲基呋喃（DMF）作为新型生物质燃料具有广泛的原料来源和适于发动机应用的理化特性，是一种极具潜力的内燃机替代燃料。DMF具有低十六烷值、含氧、低沸点等理化特性，理论上有助于改善柴油机低温燃烧的燃烧特性和排放性能，但目前DMF在柴油机上的研究还鲜有报道。本研究在一台电控高压共轨柴油机上进行。首先在中高比例EGR低温燃烧条件下，对柴油掺混不同比例DMF燃料对发动机的燃烧、性能、常规及非常规排放进行了研究。结果表明：随着DMF掺混比例提高，混合燃料燃烧放热速率增大，缸内最大爆发压力以及最大压升率增大。在相同的燃烧相位下研究表明，DMF的加入使指示热效率在低EGR率时略有降低，而在大EGR率时略有升高；DMF比例的增大使NOx排放中的NO2比例增大，使THC排放中CH4比例减小，HCHO比例增大。对于40%比例DMF燃料，其在Soot-Bump区内的碳烟排放几乎为零；适当推迟CA50放热时刻可有效降低最大压升率和NOx排放，同时能保证超低的碳烟排放以及较理想的热效率，但THC和CO排放将增大。本文通过设计几种掺混燃料进行对比，分析了DMF的十六烷值、含氧特性、挥发性和粘度等燃料理化特性在不同EGR率下对柴油机燃烧与排放特性的影响。结果表明：DMF的十六烷值是影响燃烧特性最主要的因素；随着EGR率的增大，DMF对碳烟排放的降低作用越明显，特别是对Soot-Bump区的碳烟降低显著。在本试验工况下，DMF比例为20%时，DMF降低碳烟最主要原因是由于燃料的低十六烷值增加了燃烧前的预混合过程，其次是燃料中含氧的作用，而挥发性和粘度以及燃料稀释作用影响小；DMF的加入使NOx排放升高，而这一影响随着EGR率的增大而减小；在整个EGR率范围内，柴油-DMF混合燃料与纯柴油的THC排放与CO排放基本相当；在十六烷值越低、EGR率越高的条件下，十六烷值的变化对柴油机燃烧与排放的影响更大。