与传统的发动机相比均质压燃(HCCI)具有很多优势:与火花点火汽油机相比,HCCI发动机由于没有节流损失,压缩比较高,燃烧持续期短,其效率更高;与直喷柴油机相比,HCCI发动机的碳烟和氮氧化物排放非常低,并且稀薄空燃混合气可以产生与柴油机一样高的功率。但HCCI发动机也存在着低负荷容易失火、高负荷容易爆震、工况范围狭窄、碳氢化合物和一氧化碳排放高等缺点。针对控制HCCI发动机着火时刻和拓宽其工况范围,本文在一台经过改造的四缸柴油机的第四缸进行HCCI燃烧试验,研究了添加剂对HCCI发动机着火和燃烧过程的影响。试验结果分析表明,在HCCI发动机燃烧稳定工况下,没有添加剂的基础燃料记作PRF90(为90%异辛烷与10%正庚烷的混合,相当于90号汽油)着火滞后,燃烧放热率峰值低,而混有单一添加剂(Ditert-butyl peroxide-DTBP、Dicumyl peroxide-DCP、Tert-butyl hydroperoxide-TBHP、Tert-butyl cumyl peroxide-TBCP或Cumene hydroperoxide-CPO)的基础燃料则着火明显提前,燃烧放热峰值升高。在相同循环喷油量和相同转速的条件下,随着添加剂质量分数的增加,HCCI着火和燃烧放热提前,燃烧放热峰值提高,低负荷工况范围明显拓宽,但过高的添加剂质量分数会使得发动机爆震,工作粗暴,导致高负荷工况变窄。本文最终选择质量分数为2%和二叔丁基过氧化物(DTBP)为最佳浓度和最优添加剂。单一添加剂对于改善HCCI燃烧来说是否就是最优选择呢?经试验证明,混和添加剂(M1为DTBP与Tert-butyl peroxy benzoate-TBPB的混合、M2为DTBP与Ditert-amyl peroxide-DTAP的混合、M3为DTBP、TBPB、DTAP与TBHP的混合)均优于单一添加剂,即混合添加剂使得着火和放热提前,燃烧放热率峰值升高,并且发动机转速越高,混合添加剂对HCCI的燃烧影响越明显。此外,混和添加剂有助于改善高转速下HCCI发动机的失火,拓宽了高转速下HCCI发动机的工况范围。其中,M1为最优混合添加剂。总之,添加剂有利于改善HCCI发动机低负荷着火和拓宽工作范围,但是在发动机高转速和高负荷工况下,在工况范围拓宽的同时,HCCI爆震倾向明显,发动机工作不稳定。因此为了解决以上矛盾,可以使用抗爆剂或采用废气再循环(EGR)的方法。