双燃料发动机因其具有使用燃料灵活、碳烟排放少、发动机改动小、改动成本低等特点而具有良好的应用前景,己成为改善发动机燃油经济性、排放和噪声的一种有效的技术方案。进行天然气/柴油双燃料柴油机的应用技术开发,符合云南省的经济与产业发展特点,在代用能源的利用具有重要的战略意义。柴油/天然气双燃料发动机可以有效地改善碳烟排放对环境的污染,加装EGR系统后能够同时改善NOx排放,因此进行EGR对不同海拔柴油/天然气双燃料发动机性能的影响研究,对于在高原地区实现高效低污染燃烧具有一定的实际意义。柴油机在高海拔地区运行时,进气量减少,导致柴油机的过量空气系数和有效功率减小,燃油消耗率增加,进而使柴油机的尾气中排出更多的有害物质。基于YN33柴油机,设计了柴油/天然气双燃料发动机改装方案,在发动机台架上进行了高原环境下的柴油/天然气双燃料发动机的动力性、经济性、燃烧特性和排放特性试验研究。通过GT-POWER和AVL FIRE模拟仿真软件建立双燃料发动机的一维和三维仿真模型,结合试验台架,研究EGR对不同海拔下柴油/天然气双燃料发动机性能的影响。研究结果表明:(1)在80kPa下,柴油/天然气双燃料发动机的外特性转矩与纯柴油模式下相当,部分转速下略高于纯柴油模式。随着负荷的增加双燃料发动机的比油耗逐渐降低,低于纯柴油模式下的比油耗。(2)双燃料模式的NOx排放高于纯柴油模式,其中在1200r/min时NOx排放平均降低了 7.3%。双燃料模式的缸压峰值低于纯柴油模式。柴油/天然气双燃料发动机的动力性、经济性随着EGR率的升高而变差。(3)在80kPa下,EGR率为0.2时发动机转矩比EGR率为0时平均下降5.45%,在90kPa和100kPa下,平均下降比例分别为1.48%和1.37%。大气压力升高,可以减少转矩和比油耗随EGR率升高而恶化的幅度。(4)随着EGR率的增大,在相同工况下柴油/天然气双燃料发动机的缸压、缸内温度和放热率均下降。在80kPa下,2000r/min-200N·m工况时,EGR率为0.5时比EGR率为0时的缸压峰值下降33.74%;缸内温度峰值下降22.26%;放热率峰值下降81.65%。三种大气压力下,80kPa时的下降幅度最大,90kPa下缸内温度下降幅度最小。(5)柴油/天然气双燃料发动机的NOx排放随EGR率的升高而降低,相同工况下80kPa时的下降幅度最大。随着EGR率的升高,NOx排放峰值对应相位呈后移趋势。总体来看,soot排放量随EGR率的增大而升高。在1200r/min、210N·m和2000r/min、320N·m以及3200r/min、242N·m工况下,CO排放随着EGR率的上升而增加。