本文以一台带有废气再循环（Exhaust　Gas　Re-circulation,　EGR）系统的2102QB直喷型二甲醚（Dimethyl　Ether,　DME）发动机为研究对象，通过不同转速和负荷工况下的试验研究，深入系统地分析了不同EGR率对二甲醚发动机的动力性、经济性、排放特性和燃烧特性的影响，为进一步降低二甲醚发动机的氮氧化物排放提供了理论依据和方法途径。本文研究的主要内容及结论如下：

1．建立了二甲醚发动机试验台架，对二甲醚发动机供油系统进行了改进；设计了适用于二甲醚发动机的大比例废气再循环系统，可进行不同温度及EGR率下的二甲醚发动机性能、排放及燃烧特性试验。

2．废气再循环对二甲醚发动机的性能影响显著，当混合气空燃比接近二甲醚发动机理论空燃比时，动力性开始下降，油耗率开始上升。低负荷时，EGR仅使动力性和经济性略有下降，发动机可以承受更大的EGR率。高负荷时，过大的EGR率可引起二甲醚发动机动力经济性的显著恶化。为保证二甲醚发动机的动力性和经济性不至于产生明显恶化，在全负荷或高负荷时，不宜采用废气再循环或应采用较小的EGR率，而在中低负荷时可适当采用较大的EGR率。

3．随着EGR率的增大，过量空气系数减小，二甲醚发动机的NOx、HC和CO排放在不同程度上发生变化。低负荷时，随着EGR率的增大NOx排放大幅下降，HC和CO排放略有增大，但当EGR率超过一定范围时，HC和CO排放急剧上升。高负荷时，随着EGR率的增大，NOx排放的下降幅度更大，同时HC和CO排放的上升幅度也更大。EGR率对二甲醚发动机的碳烟排放影响不大，所有工况下二甲醚发动机的碳烟排放测试值保持为零。

4．通过燃烧分析，研究了EGR率对发动机燃烧参数的影响及降低氮氧化物排放的机理。废气引入发动机参与燃烧，混合气空燃比降低，燃烧始点推后，滞燃期增长，最大缸内压力降低，缸内气体最高温度降低，导致氮氧化物排放降低。同时，压力升高率峰值减小且对应的曲轴转角推后，发动机工作柔和，燃烧噪声降低。但不断增大的EGR率导致不完全燃烧的燃料量增多，燃烧等容度变差，后燃严重，发动机燃油经济性恶化以及HC和CO排放激增。

5．转速和负荷对EGR在二甲醚发动机上的作用效果有着不同程度的影响。由于每个工况都有一个最佳的喷油提前角与之匹配，通过优化发动机的供油提前角，促进混合气的形成与燃烧，NOx排放还可以进一步降低。