【摘 要】
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提高内燃机热效率和减少排放,实现内燃机的清洁、高效燃烧是业界关注的焦点。甲醇性能优良,是公认的汽车替代燃料。本文基于一台缸内直喷光学发动机,加装进气道喷射系统,形成甲醇进气道喷射和汽油缸内喷射（MPI+GDI）的复合喷射系统,建立仿真模型并进行缸压和喷雾试验验证,研究稀薄燃烧在分层和均质两种条件下的燃烧和排放特性。结果表明:（1）在分层稀燃模式下,（1）过量空气系数越大,火焰传播越慢,放热率和缸内
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提高内燃机热效率和减少排放,实现内燃机的清洁、高效燃烧是业界关注的焦点。甲醇性能优良,是公认的汽车替代燃料。本文基于一台缸内直喷光学发动机,加装进气道喷射系统,形成甲醇进气道喷射和汽油缸内喷射（MPI+GDI）的复合喷射系统,建立仿真模型并进行缸压和喷雾试验验证,研究稀薄燃烧在分层和均质两种条件下的燃烧和排放特性。结果表明:（1）在分层稀燃模式下,（1）过量空气系数越大,火焰传播越慢,放热率和缸内压力峰值降低且出现时刻推迟,最佳点火正时区间前移,指示热效率增大,M90燃料过量空气系数1.5时达41.98%;排放方面,CO和NOx排放减少,未燃碳氢化合物（THC）排放先降后升,过量空气系数1.4时排放相对较好。（2）甲醇替代比增加,火焰传播速度加快,燃烧重心前移,缸内压力峰值升高且提前,最佳点火正时区间推迟,M80燃料和M90差别较小,掺烧甲醇显著拓展了MPI+GDI双燃料发动机的稀燃极限;排放方面,CO和碳烟排放减少,NOx排放增加,THC排放先降后升。（3）转速增加,缸内燃烧先改善后恶化,1600r/min时燃烧最好,湍动能增加促进分层混合气形成,但湍动能过高,气流对火焰传播产生吹熄作用,减缓火核扩散。M80燃料下,增大点火能量有助于提升缸压,但是点火能量并非越高越好,当点火能量大于0.2J时,影响甚微。（2）在均质稀燃模式下,（1）甲醇替代比增加,燃烧重心前移,缸内压力峰值和放热率峰值均变大,甲醇替代比高于80%,差别较小;排放方面,CO和碳烟排放减少,NOx排放增加,甲醇替代比大于80%时NOx排放相近,THC、甲醛和甲醇呈上升趋势。（2）过量空气系数增加,放热率和缸压峰值降低,燃烧重心后移,燃烧等容度变差。综合可见,对于MPI+GDI发动机,甲醇替代比较低时,均质稀燃比分层稀薄燃烧情况好;甲醇替代比增加,分层稀燃情况改善。均质稀燃排放优势在CO和碳烟,分层稀燃排放优势在NOx,对于THC排放,低过量空气系数均质稀燃较好,高过量空气系数分层稀燃较好。
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