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能源环境问题日益严峻,面对越来越严格的排放法规以及近年来电动化带来的市场冲击,传统内燃机的发展举步维艰,发展清洁高效的新型燃烧模式是应对当前局面的一个重要方案。汽油部分预混合压燃(PPCI)燃烧模式,即在燃烧开始时缸内油气处于“部分”预混合状态,其热效率能达到甚至超过柴油机,并且碳烟排放极低,是一种很有发展前景的新型燃烧模式。目前,低负荷工况下汽油自燃着火困难是实现汽油PPCI燃烧的重大难题之一,进气加热是最直接的解决手段,但进气加热实现困难且会降低发动机的经济性和安全性,本文的研究目的是通过添加剂改善汽油自燃着火性能,在常温进气下实现稳定的汽油PPCI燃烧。本文在激波管试验台架上对市售92#汽油自燃着火性能进行研究,一方面是为了探讨温度、压力、当量比以及添加剂对汽油自燃着火延迟的影响;另一方面,可以根据试验数据选择与验证适合汽油压燃燃烧的化学动力学机理,为后续进行三维CFD燃烧模拟计算提供研究基础。试验数据表明,当量比一定时,误差范围内着火延迟的对数与温度的倒数成直线关系,只改变压力会得到一组近似平行的直线,而当量比在不同温度范围内对着火延迟的影响不同。在汽油中添加不同比例的二叔丁过氧化物(DTBP)和聚甲氧基二甲醚(PODE)会改善燃料的自燃着火性能,拓展最低着火温度极限,且添加比例越高,这种效果越明显。以一台单缸柴油机为原型,使用发动机模拟软件CONVERGE耦合化学动力学机理建立汽油PPCI三维CFD模型,并进行了汽油压燃燃烧模拟研究。首先研究了纯汽油在发动机上的PPCI燃烧,结果表明:在标定转速、低负荷工况下喷油提前角为20°CA时,进气温度要加热到65°C才能实现正常的着火燃烧,但通过调整喷油定时,在进气温度为55°C时就可以达到更好的效果;随后计算模拟了添加PODE改性汽油的PPCI燃烧,在汽油中添加10%的PODE即可在常温进气下实现PPCI燃烧,且动力性相近的前提下SOOT排放远低于原机柴油,当添加比例超过20%时NOX排放会略高于原机水平;最后讨论了双次喷射策略对优化缸内燃烧过程的影响:采用30%后喷比例+10°CA喷射间隔时综合效果较好,相比于原机柴油,IMEP提高0.8%,NOX和SOOT排放分别降低9.0%和72.3%。