随着全球能源危机的频繁出现和环境污染的日益加剧,世界各国针对燃用化石燃料的机动车辆制定越来越严格的排放法规,清洁替代燃料在柴油机上的应用逐渐受到广泛的关注。目前乙醇在柴油机上应用成为内燃机领域学者研究的热点。本文主要目的为从燃烧过程的火焰信息角度分析在乙醇/柴油双燃料预混低温燃烧模式中,乙醇如何影响该模式的燃烧过程;研究调控该燃烧模式的有效手段,实现清洁高效燃烧。本研究依托光学双燃料发动机试验台架(乙醇PFI+柴油DI),实现乙醇/柴油预混低温燃烧;并研究了乙醇预混比例、柴油喷射时刻以及进气温度对缸内燃烧过程火焰发展的影响及调控作用;采用三维仿真软件CONVERGE对上述三个变量对缸内混合气分布以及排放特性进行计算。通过实验发现:随着乙醇预混比例的增加,着火时刻逐渐推迟,燃烧过程蓝色火焰明显,碳烟浓度降低,着火点出现在气缸中心区域,着火核心的发展变得缓慢;随着柴油喷射时刻的提前,燃烧过程逐渐前移,预混比例先增大后略微减小,碳烟浓度先增加后减小,喷油时刻提前过多导致着火点位置由中心区域转移到气缸壁面附近区域;随着进气温度的提高,燃烧过程前移,燃烧持续期缩短,预混比例先增大后略微减小,碳烟的浓度先大幅减小后增加,着火点的位置不随进气温度变化而改变。模拟结果表明:乙醇预混比例增大或柴油喷射时刻提前,缸内混合气的当量比峰值降低,混合气当量比在1.0附近的区域先增大后减小,燃料与空气的混合变得均匀;当量比在1.0附近,燃烧最为剧烈,所以,缸内燃烧过程的高温区域(1800K以上)先增大后减小,NO_X排放先增加后减小;进气温度的升高,导致缸内燃烧过程的高温区域(1800K以上)增大,NO_X排放增加,碳烟排放趋势都与实验结果一致。由以上研究可知,乙醇的加入会抑制着火核心的生成和发展,适量乙醇的加入可以提高混合气的均匀性,提高预混燃烧比例,改善燃烧过程,降低碳烟排放;柴油喷射时刻和进气温度对双燃料的燃烧过程具有较强的调控作用。