在工业化快速发展的今天,化石燃料的过度开发以及造成的环境污染成为世界性的难题,众多学者致力于寻找先进的燃烧技术和替代燃料来应对这些挑战。其中甲醇与生物柴油由于作为清洁可再生燃料受到广泛关注。本文通过台架试验和数值模拟结合的方式探究甲醇/生物柴油在发动机的燃烧和排放规律。本实验是在一台四缸直喷压燃柴油机上进行的,配置甲醇质量分数为0、10%、15%、20%的甲醇-生物柴油混合燃料,分别记为BMO、BM10、BM15、BM20。台架试验中分别研究了不同负荷、EGR率、主喷时刻下混合柴油在柴油机内的燃烧和排放情况。此外,对于台架试验未研究的部分,例如多段喷油策略对柴油机燃烧及排放特性的影响则通过仿真软件AVL-FIRE进行研究。研究结果表明,生物柴油中添加甲醇在高负荷下会升高缸内压力及放热率,在低负荷下会降低缸内压力。由于甲醇较低的十六烷值,因此添加甲醇会延长滞燃期,缩短燃烧持续期;而汽化潜热较高的特性会升高当量燃油消耗率,降低有效热效率。此外,在中高负荷工况,添加甲醇会升高NOx、HC与乙醛排放,但会降低苯、1,3-丁二烯与碳烟排放。此外,增加EGR会降低缸内压力及放热率,在大比例EGR下BM15与BM20甚至会发生失火。此外,增加EGR率会延长滞燃期与燃烧持续期,升高当量燃油消耗率,降低有效热效率。NOx排放下降,HC与苯排放上升,而1,3-丁二烯、碳烟与乙醛排放先下降后上升。主喷时刻提前会升高缸内压力及放热率,燃烧始点提前,滞燃期先缩短后延长,有效热效率先上升后下降。NOx排放上升,1,3-丁二烯和苯排放下降,而HC与乙醛排放先下降后上升,碳烟排放先上升后下降。此外,模拟结果表明:预喷时刻提前会降低缸内压力及放热率,平均温度及NO排放先下降后上升,碳烟排放先上升后下降。预喷比例增加则会升高缸内压力峰值及碳烟排放,降低放热率、平均温度及NO排放。加入后喷策略主喷射阶段的燃烧放热影响较小,主要能降低碳烟排放,也能略微降低NO排放。而多段喷射能同时降低NO与碳烟排放。本文通过试验与模拟结合的方式对甲醇-生物柴油在发动机上的燃烧和排放特性进行了研究,为甲醇-生物柴油在柴油机上的应用提供了参考。