面对世界各国日趋严苛的排放法规,较高的氮氧化物和碳烟排放成为限制柴油机快速发展的瓶颈。本文在一台四缸轻型柴油机上,通过引入废气再循环(EGR)实现柴油机低温燃烧模式,降低柴油机soot和NOx排放,并采用不同的预喷策略和混合燃料,对比研究预喷策略和燃料性质对柴油机低温燃烧和排放特性的影响。四种试验燃料包括纯柴油(D100)、掺混有30%体积比汽油的柴油/汽油混合燃料(D70G30)、掺混有30%体积比正丁醇的柴油/正丁醇混合燃料(D70B30)和掺混有15%体积比汽油和15%体积比正丁醇的柴油/汽油/正丁醇混合燃料(D70B15G15)。试验结果表明:掺混汽油或正丁醇能够明显增大混合燃料的喷雾锥角,改善燃料的喷雾特性。与D100相比,混合燃料的soot排放降低,NOx排放升高,缸内燃烧压力和放热率峰值显著增大,缸内燃烧温度升高,最大压力升高率(MPRR)增大,燃油经济性变差。但是,汽油或正丁醇的掺混能够抵消因采用预喷策略所引起的燃烧效率的降低。当EGR率高于27%,四种燃料的soot、CO和THC排放急剧恶化,颗粒物数浓度和质量浓度升高,但是,汽油或正丁醇的掺混能够大幅度抵消引入大比例EGR所带来的颗粒物排放的激增,混合燃料的soot、CO和THC排放对EGR率的敏感度也要小于D100。对于四种燃料,soot排放随着预喷的加入而升高,但是,加入汽油或正丁醇可以大幅改善上述现象。较小的预喷间隔可以显著降低BSFC。引入预喷策略能够缓解掺混汽油或正丁醇所引起的NOx排放恶化趋势。与D100相比,混合燃料的总颗粒物质量浓度和颗粒物数浓度峰值粒径减小,并且随着正丁醇掺混比例的增加而降低。无论采取何种喷油策略,D100的积聚态颗粒物数浓度始终高于其余三种混合燃料。采用预喷策略可以大幅度降低混合燃料的总颗粒物数浓度,尤其是粒径23nm以下的颗粒物数浓度。引入预喷策略导致四种燃料GMD的升高,但三种混合燃料的GMDD始终都小于D100。此外,D100的GMD随预喷策略变化的幅度明显小于其余三种混合燃料。