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能源危机与环境污染问题日益严峻。为了使内燃机能够在提升热效率的基础上减少对化石能源的依赖与污染物的排放,可再生的替代燃料与先进的内燃机技术的结合已成为发动机的主要发展方向之一。乙醇作为一种成熟的醇类燃料,由于其良好的可再生性以及在应用时不需要过多改变发动机结构等优势已被推广使用。布朗气（HHO）作为一种新兴的氢能燃料,由于其优良的理化特性以及在应用时“即产即用”的便携性也被广泛关注。为了在汽油的基础上同时掺混两种不同形态的替代燃料,本文突破了目前关于替代燃料研究中的二元燃料固定模式边界,搭建了可同时实现乙醇/汽油复合喷射与布朗气进气道负压吸入的三元燃料复合供给系统。其中的布朗气供给系统还与一同搭建的外部低压废气再循环系统（EGR）共同组成了全新的进气系统。与此同时,本文还基于d SPACE快速原型控制系统开发了发动机测控系统与电控EGR系统,实现了对发动机工况、燃料喷射策略、燃料掺混比例、点火时刻和EGR率等参数的精准调节。由此完成了乙醇/汽油/布朗气三元燃料复合供给系统加外部低压废气再循环系统的点燃式发动机台架试验平台的搭建。本文以改善传统二元燃料发动机的动力性以及燃烧与排放特性为目的。期望通过搭建乙醇/汽油/布朗气三元燃料复合供给系统,并利用布朗气点火能量低、层流火焰速度快、燃烧热值高、催化性强等特性来改善乙醇/汽油二元燃料复合喷射发动机最佳喷醇比较低等问题。期望通过搭建外部低压废气再循环系统,并利用稀燃与EGR的耦合可以有效改善乙醇/汽油/布朗气三元燃料复合供给发动机NOx排放较高的问题。同时还深入探索了乙醇/汽油/布朗气三元燃料复合供给发动机各项参数的最佳控制策略。为了明确乙醇/汽油/布朗气三元燃料复合供给发动机的最佳燃料供给模式,通过台架试验对比了在乙醇直喷+汽油进气道喷射+掺混布朗气（EDI+GPI+HHO）与乙醇进气道喷射+汽油直喷+掺混布朗气（EPI+GDI+HHO）两种三元燃料复合供给模式下不同直喷压力、直喷时刻、转速、负荷与HHO进气量对发动机动力性以及燃烧与排放特性的影响。结果表明,在不同的直喷策略与工况下,EDI+GPI+HHO模式时发动机的动力性以及燃烧与排放特性均优于EPI+GDI+HHO模式。而且直喷乙醇所形成的混合气分层燃烧状态也优于直喷汽油。同时,两种三元燃料复合供给模式下的最佳HHO进气量均为16 L/min。为了明确EDI+GPI+HHO三元燃料复合供给发动机的最佳乙醇直喷策略,通过台架试验对比了不同乙醇直喷压力（EDIP）、乙醇直喷时刻（EDIT）、乙醇直喷比例（EDIr）与HHO进气量对发动机动力性以及燃烧与排放特性的影响。结果表明,“EDIT=300°CA BTDC+EDIP=9 MPa”是最佳的乙醇直喷策略组合。结合16L/min的HHO进气量不仅可以有效增强发动机的动力性并降低排放,还可以将最佳乙醇直喷比例由EDI+GPI模式时的40%提高至60%～80%,进而使发动机在拥有更好性能的同时减少汽油的消耗。而且直喷乙醇与掺混HHO的协同作用可以使缸内混合气形成更佳的分层燃烧状态。但掺混16 L/min的HHO却使NOx排放显著增多,不过较大的乙醇直喷比例可以在一定程度上弥补这个问题。为了减少EDI+GPI+HHO三元燃料复合供给发动机的NOx排放,基于前文的乙醇直喷策略,通过台架试验对比了不同点火提前角、乙醇直喷比例与HHO进气量对发动机稀燃特性的影响。结果表明,掺混16L/min的HHO与15°CA BTDC的点火提前角的组合可以使发动机在稀燃工况下同样拥有优秀的动力性以及燃烧与排放特性,还可以使最佳乙醇直喷比例保持在80%,进而使发动机在不降低性能的同时进一步减少汽油的消耗。与此同时,掺混16 L/min的HHO不仅可以有效提高发动机的燃烧稳定性,还可以使发动机的稀燃极限增至1.82。此外,发动机在稀燃工况下的NOx排放锐减,而且稀燃对NOx的减排效果优于直喷乙醇。但较大的过量空气系数会使发动机的燃烧稳定性和动力性变差。为了在不降低EDI+GPI+HHO三元燃料复合供给发动机燃烧稳定性与动力性的基础上进一步降低NOx排放,在EDI+GPI+HHO三元燃料复合供给系统的基础上引入外部低压EGR系统。通过台架试验对比了不同乙醇直喷比例、HHO进气量与EGR率对EDI+GPI+HHO+EGR发动机动力性以及燃烧与排放特性的影响。结果表明,在保证不损失动力性的前提下,“HHO=16 L/min+60%≤EDIr≤80%+6%≤EGR≤12%”为EDI+GPI+HHO+EGR发动机的最佳组合控制策略。此外,试验还对比了不同HHO进气量与EGR率对EDI+GPI+HHO+EGR发动机稀燃特性的影响。结果表明,“HHO=16 L/min+1≤λ≤1.1+6%≤EGR≤12%”的组合可以使EDI+GPI+HHO+EGR发动机在稀燃工况下仍有较优异的动力性以及燃烧与排放特性。较大的EGR率与微稀燃的协同作用不仅可以更好的解决因掺混HHO而造成的NOx排放增多的问题,还可以避免因过量空气系数过大而造成的发动机燃烧稳定性与动力性变差的问题。与此同时,掺混HHO可以有效弥补乙醇汽化潜热较高的问题并提高最佳乙醇直喷比例。而且掺混HHO与大比例直喷乙醇的协同作用可以有效提高发动机对EGR的耐受度并有效改善因EGR与稀燃所引起的发动机缸内燃烧环境的恶化。