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全球能源紧张和空气质量恶化的日益迅速,探索与推广发动机清洁代用燃料已受到有识之士的高度关注。下文以单缸四冲程柴油机为基础,在转速为1400r/min不同负荷(25%、50%、75%)的条件下,对不同燃料(B80E20,B90E10、B100和D100)进行了研究,分析了柴油机的燃烧、排放和经济性。另外,应用三维模拟计算软件(CONVERGE),探讨了不同EGR率(0、10%、20%、30%)、不同转速(1400r/min、1600r/min、1800r/min、2000r/min)、不同进气压力(0.1MPa、0.12MPa、0.14MPa、0.16MPa)、不同喷射时刻(-24°CA、-18°CA、-12°CA、-6°CA)、不同喷射锥角(130°、140°、150°、160°)和不同喷射压力(20MPa、30MPa、40MPa、50MPa)对B80E20燃烧和排放的作用。试验结果表明,生物柴油和乙醇直接混合彼此能够溶解良好。生物柴油/乙醇混合燃料可使燃料和空气的混合地更久当量比更小,同时较高的含氧量可以促进燃烧更彻底,成功地减少了排放尤其在高负荷更加突出。与柴油相比在全负荷范围内表现优异,B80E20在BMEP0.475MPa时,发动机有效热效率33%,HC 0.8 g/kWh,CO 2g/kWh,NOx2.59 g/kWh,Soot 0.4BSU模拟结果表明,EGR率的提高造成燃烧室压力和温度峰值的减小,着火发生地更晚,CO小幅减少NOx和Soot大幅减少产生了更多的HC;转速的提高对燃烧过程作用较小,Soot、NOx和HC基本上都小幅提高;进气压力的提高造成燃烧室压力和温度的最大值都得到提高,着火更早,CO、NOx和HC减少,碳烟略有增多;喷射时刻的提早促使燃烧准备时间变长,压力和温度都升高,产生更多的NOx与HC和更少的Soot与CO;喷射锥角的扩大造成燃烧的准备时间更为充足,缸内温度大幅升高,NOx略有增多,而CO、HC和Soot都显著减少;喷射压力的增加造成燃烧室压力和温度同时提高,着火前的准备时间变短,HC、CO和Soot都有所减少,NOx稍有增多。