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面对日益严峻的环境污染和能源危机,生物柴油被视为是具有良好发展前景的替代燃料,具有优越的性能和可再生性。本文采用20%体积掺混比的生物柴油-石化柴油(B20)混合燃料进行研究,并以燃用石化柴油(B0)下发动机性能作为参照,分别探究了多段喷射和可变进气正时对发动机性能的影响。以4JB1型柴油机为研究对象,更换燃料为B20且不改变柴油机其他运行参数,与原机对比分析外特性工况的动力性和排放性等参数。针对燃用B20燃料高NO_x排放的特点,本文以1800r/min,100%负荷为研究工况,分别在燃用B20和B0燃料下采用单次喷射,预喷-主喷,主喷-后喷三种喷油策略,探究了主喷时刻,预喷油量,预喷-主喷间隔,后喷油量,主喷-后喷间隔等喷射参数对发动机性能的影响,在此基础上采用预喷-主喷-后喷的喷油策略并选择合适的喷油参数,改善NO_x和碳烟排放之间的trade-off关系。针对采取多段喷射策略下燃用B20燃料发动机的NO_x排放仍高于原机的问题,本文研究通过可变进气正时提前关闭进气门进行解决。研究表明:(1)在单次喷射策略下,通过适当减小喷油提前角可以降低NO_x排放,但是碳烟排放上升(2)采用预喷-主喷策略能降低发动机NO_x排放,NO_x排放随预喷-主喷间隔和预喷油量的增大先减小后增大,存在最佳的预喷-主喷间隔和预喷油量,使得发动机扭矩油耗不发生较大恶化的情况下NO_x排放最低,但是碳烟排放会增加。(3)采用主喷-后喷策略能降低发动机碳烟排放,碳烟排放随主喷-后喷间隔的增大而先减小后不变,随后喷油量的增大而减小,但是采用后喷策略会导致NO_x排放上升,需要综合考虑动力性,经济性和排放性的折中关系来选择后喷参数。(4)在预喷-主喷-后喷策略下综合考虑发动机性能,较优的预喷-主喷间隔为25~?CA,预喷油量为2mg,主喷-后喷间隔为35~?CA,后喷油量为2mg。采用上述喷射参数下,多段喷射的NO_x和碳烟排放相比单段喷射均有所下降。但是采用多段喷射并燃用B20生物柴油时,发动机的NO_x排放仍高于燃用石化柴油下原机水平。(5)单段喷射策略下,发动机的NO_x排放均随进气门关闭的延迟而先增大后减小,碳烟排放随进气门关闭的延迟而先减小后增大。提前关闭进气门可以减少NO_x排放,但是碳烟排放上升。多段喷射下发动机随进气正时变化的规律与单段喷射类似,只是数值上有差异。(6)发动机在燃用B20生物柴油下采用多段喷射策略并耦合可变进气正时,发动机的NO_x排放比燃用石化柴油下的原机降低了3.74%,碳烟排放比燃用石化柴油下的原机降低了11.26%。