最近,公安部交通管理局发布数据称,截至2018年9月,中国机动车保有量达3.22亿辆,其中汽车保有量2.35亿辆,私家车保有量1.84亿辆。2017年12月末,中国人口总数为13.9008亿。以此得到,中国汽车千人保有量为169辆(2014年统计数为106辆),发展很快,已相当于世界的平均水平了。从分布情况看,全国有61个城市的汽车保有量超过百万辆,27个城市超200万辆,其中北京、成都、重庆、上海、苏州、郑州、深圳、西安等8个城市超300万辆,天津、武汉、东莞3个城市接近300万辆。

我国石油储量较低。根据2017年中国矿产资源报告显示,截止2016年底,我国石油地质资源量1257亿t,可采资源量301亿t,剩余技术可采储量仅为35亿t,占全球的1.5%,排名第13位,储量前景不容乐观。我国石油消费缺口巨大，随着经济的高速发展,我国对石油的需求量日益上升,对外依存度也逐年提高。根据国家统计局数据,2017年,我国石油消费总量为6.08亿t,同比增长5.2%,其中进口量达3.96亿t,比上年增长10.8%,对外依存度上升为67.4%,为历史最高。

随着汽车保有量的持续增长,石油资源短缺和环境污染加剧已经成为我国城市发展面临的突出问题。为缓解我国石油资源匮乏和需求之间的矛盾，实现我国长期可持续的经济发展和环境保护，需要发展内燃机替代清洁燃料以部分取代石油基燃料。乙醇是一种发展前景良好的生物质可再生能源,它具有含氧量高,密度和黏度小,沸点低、蒸发性好等优点,但它的十六烷值很低,不适合单独在柴油机上使用。随着低成本添加剂的出现，使乙醇和柴油混合成为可能。国内外一些研究人员发现,将乙醇与柴油混合使用具有很多优点,不仅能够延长滞燃期,提高预混燃烧比例,提高发动机的热效率,而且能够降低柴油机碳烟排放。

江苏大学的李铭迪等人在YZ4DB3柴油机上，通过测量燃用乙醇/柴油混合燃料的示功图和排放污染物，分析了燃烧过程与排放污染物的变化规律。结果表明，随着乙醇掺混比例的增加，乙醇/柴油混合燃料的滞燃期延长，燃烧终点提前，燃烧持续期缩短。小负荷时，与柴油相比，E10和E20的最大爆发压力分别下降了0.2、0.4MPa，扩散燃烧放热率峰值升高；全负荷时，与柴油相比，乙醇/柴油混合燃料的最大爆发压力变化不大，预混燃烧放热率峰值升高。与燃用柴油相比，掺混乙醇能明显降低烟度，NOx排放变化不大；HC和CO排放随着乙醇掺混比例的增加而升高，小负荷时较明显。乙醇/柴油混合燃料的燃料消耗率与燃用柴油的燃油消耗率基本相同。

长安大学的李琪等人进行了多次喷射与EGR率对生物柴油/乙醇混合燃料燃烧及排放性能影响的模拟研究。试验结果表明：随着乙醇添加比例的增加，生物柴油/乙醇混合燃料的滞燃期逐渐延长；生物柴油可以有效的降低soot排放，且随着乙醇掺混比的增大，soot排放降低幅度逐渐增大，HC和NOx的排放随着乙醇添加比例的增加而增加。综合考虑，选取BD80E20为较适合的混合燃料比例。仿真结果表明：采用预喷-主喷策略，预-主喷间隔较小时，可改善soot和NOx间隔较大和预喷油量增加时，NOx增加，soot降低。采用主-后喷策略时，可同时降低NOx和soot排放，小负荷时，宜采用较小的主后喷间隔，负荷增大，主后喷间隔也应适当增大，后喷油量增加，NOx和soot排放均降低。预喷-主喷-后喷喷油策略下的柴油机燃烧及排放规律，与预喷-主喷和主喷-后喷策略一致。总的来说，多次喷射喷油策略可以有效改善NOx和soot二者的trade-off关系，降低NOx和soot的排放。单次喷射时，随着EGR率的增加，NOx排放大幅度降低但soot增加，并且柴油机动力性和经济性降低，因此EGR率不宜过高，EGR率在0.2左右时，NOx和soot综合排放较好。EGR与后喷耦合时，发动机燃烧及排放规律与单次喷射相似，后喷对NOx的影响较小，但 soot排放大幅度降低。

帕亚姆诺尔大学的Golmohammad Khoobbakht通过评估几个变量对柴油机性能指标的影响，包括柴油混合燃料（生物柴油-乙醇-柴油混合燃料）中生物柴油和乙醇的不同水平、发动机负荷和转速。结果表明，增加混合燃料中生物柴油和/或乙醇的百分比会降低发动机的制动功率。与纯柴油或高生物柴油和/或乙醇含量的柴油混合燃料相比，燃油混合燃料中的低生物柴油和/或乙醇含量可提高发动机制动热效率。发动机制动功率的最高值出现在纯柴油、100%的发动机负荷（满载）和2800 rpm的转速条件下，而在D83B12E5混合燃料、80%的发动机负荷和1900 rpm的转速条件下，热效率最高。但是，在纯柴油、满负荷和发动机转速为2453 rpm时，燃油消耗率随着混合燃料中生物柴油和/或乙醇百分比的增加而增加。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）的目标

通过此次毕业设计，期望达成以下目标：

（1）、通过实验和模拟找到乙醇柴油的最佳混合比；

（2）、通过实验和模拟找到柴油机最佳EGR率；