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柴油机掺烧一定比例的生物柴油是必然趋势，它不仅可以缓解能源危机，还可改善大气环境。课题以CA6DF2D-21柴油机为例，精确测得了其燃烧室的真实尺寸，基于Pro/E建立了配套活塞的精确三维模型；测得了以地沟油为原料生产的生物柴油的理化特性；建立了混合燃料的内燃机燃烧仿真模型，应用三维CFD软件AVL Fire2010，就CA6DF2D-21柴油机在标定工况、不同喷油提前角（10、12、14、16、18、20°CA）下的燃烧过程进行了模拟仿真，计算分析了发动机在不同喷油提前角时的功率、扭矩、燃油消耗率、缸内温度、缸内压力、缸内氧浓度、NOx排放量和Soot排放量，最终确定出最佳喷油提前角。在喷油提前角为16°时，对CA6DF2D-21柴油机分别在最大扭矩转速1400r/min和标定功率转速2300r/min下，低、中、高负荷时分别燃用B0、B10、B20和B50混合燃料的燃烧过程进行了精确模拟仿真，计算出各种情况下的功率、扭矩、燃油消耗率、CO排放量、NOx排放量和Soot排放量，进而分析掺烧比例对燃烧性能的影响。选择了评价柴油机综合燃烧性能的综合加权评分法，通过量化计算，得到在不同工况下使柴油机的动力性、经济性和排放性等综合性能达到最优的生物柴油掺烧比。课题的研究为生物柴油能够在重型柴油车上得到更有效的使用提供了有力的理论依据，具有重要的实际意义。