石油短缺与环境污染日益严重。柴油机不仅是石油资源的主要消耗者之一,其排气组分中的氮氧化物（Nitrogen Oxide,NOx）与PM（Particular Matter,PM）等有害污染物也会对生态环境以及人体健康造成较大危害。基于我国丰富的煤炭产量和日趋严苛的排放法规,开发煤基代用燃料并结合有效的后处理技术降低排气污染物是缓解能源危机与环境问题的有效举措。本文以聚甲氧基二甲醚（Polyoxymethylene Dimethyl Ethers,PODE）与甲醇这两种煤基含氧燃料为基础燃料,配制甲醇体积分数为0、10%、20%和30%的PODE/甲醇混合燃料,分别标记为MP0、MP10、MP20和MP30。在一台高压共轨柴油机上燃用所配制的混合燃料,并采用燃烧分析仪与排气分析系统对这四种燃料的燃烧与排放特性进行研究。结果表明,甲醇的加入会导致各工况下缸内燃烧压力峰值下降,滞燃期逐渐延长;随着混合燃料中甲醇比例的增加,柴油机运行于低负荷时,放热率峰值下降,燃烧持续期先缩短后延长,缸内燃烧温度逐渐降低;而高负荷时放热率峰值上升,燃烧持续期逐渐缩短,缸内燃烧温度逐渐升高。此外,甲醇的加入对混合燃料的NOx排放具有抑制作用,并使NO2/NOx比值增加。与燃用MP0相比,燃用MP30时,20%负荷和100%负荷的NOx排放分别下降了64.9%和17.7%,NO2/NOx比值则分别上升了34%和35.8%。为了进一步降低PODE/甲醇混合燃料的NOx排放,在柴油机排气管后布置SCR系统,探索SCR系统对PODE/甲醇混合燃料NOx排放的影响规律。结果表明,随着尿素喷射量的增加,SCR系统的NOx转化效率呈先升高后下降的变化趋势。在发动机100%负荷燃用MP30的条件下,NOx转化效率在n（NH3）/n（NOx）为1.1时达到最高的69.3%;当n（NH3）/n（NOx）超过1.1时,NH3泄漏量开始显著增加。基于Coverage软件构建了SCR系统仿真模型,研究了n（NH3）/n（NOx）、排气温度和排气流量对SCR系统性能的影响。结果表明,n（NH3）/n（NOx）的提高可以提升SCR系统的NOx转化效率,但尿素喷射量过多会造成尿素水溶液蒸发裂解不充分的问题,导致NOx转化效率下降,NH3泄漏量增多;排气温度的升高可以促进尿素蒸发与热解反应,提升催化剂活性,有利于SCR系统催化还原NOx,但过高的温度会促进NH3的氧化反应,抑制NOx还原反应的进行;排气流量的增加不仅会减少尿素的蒸发与热解时间,也会减少催化剂与排气接触时间,导致NOx的转化效率下降。SCR混合器是通过提升NH3分布均匀性和速度均匀性,从而提升SCR系统性能的重要部件。采用数值模拟的方法,以发动机100%负荷燃用MP30条件下的试验数据作为边界条件,探究混合器参数对SCR系统性能的影响。结果表明,叶片数量和叶片倾角的增加可以显著提升NH3分布均匀性和速度均匀性,但叶片数量超过16和倾角大于30°后,SCR系统内部的压降增大,流体运动受到影响,造成排气流动滞留现象,NH3分布均匀性和速度均匀性逐渐下降,导致NOx转化效率下降,NH3泄漏量上升。最后,以发动机100%负荷燃用MP30条件下的试验数据作为边界条件,进行正交优化,混合器叶片数量为16、混合器叶片倾角为30°和混合器叶片宽度为16mm是最佳方案。优化后的SCR系统具有更高的NH3分布均匀性和速度分布均匀性,NOx转化效率可以达到75.4%,相对提升了6.2%;NH3泄漏下降至0.96×10-6,相对减少了31.2%。