可供开采的石油资源的有限性、能源消费需求的迅速增长以及能源消费所引发的环境问题造成了我国严峻的能源和环境形势。探索新型代用燃料,对于缓解当前的能源紧缺形势具有重要的意义,成为了内燃机研究领域的重要研究课题。正丁醇燃料抗爆性较好,应用在较高压缩比的SI发动机上可以获得较高的热效率。但是随着压缩比的提高,发动机爆震倾向增强,而EGR技术是抑制发动机爆震的有效手段。为进一步揭示燃用正丁醇SI发动机的爆震规律,本文基于一台可变压缩比的单缸SI发动机,开展了不同压缩比及EGR对燃用正丁醇SI发动机的爆震燃烧影响研究,并结合AVL-FIRE对上述因素的影响机理开展了数值模拟研究。首先,开展了不同压缩比对燃用正丁醇SI发动机的爆震影响试验研究。研究结果表明:在相同点火时刻下,随着压缩比的提高,发动机缸内最高爆发压力明显增大,压力峰值所对应的曲轴转角也逐渐提前,发动机爆震强度增大。发动机爆震循环占有率随着压缩比的提高而迅速增大,并且加快了强烈爆震的发生。为了研究EGR对燃用正丁醇SI发动机爆震的影响规律,通过调整点火时刻使发动机在无EGR、不同压缩比下的压力振荡幅值基本相同,开展了不同EGR率对发动机在不同压缩比下的爆震影响研究。研究结果表明:随着EGR率的增大,各压缩比下的最大振荡压力幅值均有所减小。各压缩比下发动机扭矩随着EGR率的增大而有所降低,有效燃油消耗率则逐渐升高。最后,基于AVL-FIRE开展了燃用正丁醇SI发动机的爆震燃烧模拟研究,在点火时刻一定的条件下分析了不同压缩比和EGR对爆震的影响机理。研究结果表明:在EGR率一定时,随着压缩比的提高,末端混合气发生自燃的滞燃期缩短,缸内燃烧温度和压力升高,燃烧持续期逐渐缩短,发动机爆震倾向逐渐增大。在压缩比一定时,随着EGR率的增大,末端混合气发生自燃的滞燃期延长,缸内燃烧温度和压力降低,点火时刻缸内平均层流火焰速度逐渐下降,燃烧持续期增长,发动机爆震倾向逐渐减弱。综上所述,燃用正丁醇SI发动机提高压缩比可以有效提高发动机动力性,但是爆震倾向也会明显增大。而EGR技术可以有效抑制高压缩比下SI发动机的爆震燃烧现象,使发动机可以工作在高压缩比下,从而改善发动机动力性和经济性,并提高正丁醇燃料的利用率。