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甲醇是一种清洁的替代燃料，柴油机采用气道喷射甲醇，缸内喷射柴油引燃的方式可以高比例掺烧甲醇，在绝大部分工况范围内实现高效清洁燃烧。论文提出并总结了甲醇氛围柴油引燃(Methanol AtmosphereDiesel Pilot-Ignition，简写为MADP)燃烧模式的特点，采用多维数值模拟的方法，分析柴油在甲醇氛围内的喷雾和着火过程，通过台架试验研究不同方式掺烧甲醇对发动机性能的影响，探讨了甲醇预混比例以及废气再循环(EGR)对甲醇氛围柴油引燃发动机燃烧过程的影响规律。 围绕甲醇氛围柴油引燃的燃烧模式，分析了甲醇氛围的形成过程，提出了甲醇氛围的评价指标，从化学动力学的角度探讨了MADP燃烧模式的着火机理，以及甲醇/柴油MADP发动机的熄火界限和爆震界限，研究了甲醇/柴油MADP发动机的性能。 建立了甲醇氛围柴油引燃的多维数值模型，研究柴油在甲醇氛围内的喷雾混合和着火过程，分析不同氛围内混合气着火点的物理化学特性，考察了进气状态参数和喷油调整参数的影响。结果表明:柴油在甲醇氛围内的蒸发速率较慢，不利于柴油的雾化混合，着火点需要满足更高的浓度、温度、压力等条件才能着火。进气温度、进气压力、进气氧浓度、喷射正时和喷射压力对甲醇氛围内柴油的喷雾和着火均有重要影响。 在4B26柴油机上，对比分析柴油机不同方式掺烧甲醇的燃烧过程。结果表明:采用燃料预混合与气道喷射方式掺烧甲醇，在混合气的组织形式和燃烧方式上存在较大的差异;对于气道喷射方式，柴油是在甲醇氛围中雾化、着火，引燃甲醇均质混合气;对于燃料预混合方式，甲醇与柴油一起喷入气缸，经过雾化混合过程，形成不均匀混合气，柴油着火后引燃甲醇。 通过台架试验，研究甲醇预混比例对甲醇/柴油MADP发动机燃烧过程的影响。结果表明:低负荷时，随着甲醇预混比例的增加，缸内最大爆发压力、放热率峰值和缸内平均温度略有降低，着火推迟;高负荷时，随着甲醇预混比例的增加，缸内最大爆发压力和放热率峰值显著升高，定容放热比例增大，缸内平均温度略有升高; 采用EGR拓宽高比例甲醇/柴油MADP发动机的工作区域，探讨了EGR率对高比例甲醇/柴油MADP发动机燃烧过程的影响规律。结果表明:适当的EGR率可以显著降低燃烧初期时的燃烧速度和加速度，缸内燃烧压力震荡明显减弱。随着EGR率的增大，滞燃期缩短，燃烧持续期延长，燃烧最高温度降低;EGR阀关闭时，甲醇/柴油MADP燃烧放热以预混放热为主;引入EGR后，预混放热量减少，扩散放热量增加。随着EGR率的增加，放热率峰值降低。