一直以来,在内燃机研究过程中,通过燃烧过程的优化来实现机内净化的探索备受关注,提高热效率同时降低排放的新型燃烧模式也成为研究的热点。本文基于燃料理化特性与燃烧边界条件协同控制的思想,探索由燃料的反应活性控制的RCCI燃烧模式。通过进气道喷射低反应活性燃料,缸内多段喷射高反应活性燃料,灵活控制低反应活性燃料和缸内直喷高反应活性燃料能量占比,试验研究了燃油喷射参数及燃料特性对RCCI发动机燃烧、性能和排放的影响,提出了基于燃料特性的多工况下燃油喷射控制策略。本文将一台四缸增压中冷柴油机改造为单缸双燃料压燃式发动机,基于开放式ECU（NI2106）搭建进气道喷射和缸内直喷两套燃油喷射控制系统,利用模拟增压系统,实现了发动机进气流量和燃油喷射参数的主动控制和柔性调节。建立了燃烧数据采集与排放测试分析系统,实现对缸内燃烧特征参数与污染物排放的实时测量及分析。主要研究内容及结论如下:（1）首先探讨了低反应活性燃料能量占比对RCCI发动机燃烧、性能和排放的影响,确定了最佳的气道燃油喷射比例。试验结果表明,在较高的汽油比例（60%-70%）下,高反应活性燃料占比降低,在发生着火前缸内已经形成了大量的均质混合气,此燃烧过程类似于均质充量压燃,表现出较高的峰值放热率、较大的缸内压力,严重影响发动机性能。在较低的汽油比例（30%-40%）下,汽油比例的降低,导致缸内预混合气降低,减少了预混燃烧比例,增加了扩散燃烧比例,从而导致较高的微粒排放。当预混率为50%时,能够在NOx上升不大的基础上有效降低PM排放,同时也能够降低缸内爆发压力,使燃烧过程更加平稳,通过以上分析,50%的汽油比例为最佳的气道燃油喷射比例。（2）反应控制压燃的燃烧过程是基于燃料的活性以及混合气反应分层协同控制,直喷燃油喷射策略是控制燃烧模式并且实现清洁燃烧的重要途经。本文以煤基合成油/汽油和柴油/汽油为基础组合燃料,保持气道喷射燃油比例（50%）不变,试验研究了直喷燃油两段喷射预喷定时、主喷定时、主预喷质量比等喷油参数对发动机燃烧及排放的影响规律,提出了基于发动机性能的最佳燃油喷射控制策略。结果表明,在两次直喷燃油策略中,缸内混合气形成及燃烧的过程是两次燃油喷射共同作用而形成的。预喷有利于提高缸内混合气的反应活性,较早的预喷定时可以使高反应活性燃油喷进活塞压挤区和气缸壁间隙,提高低温缝隙处燃油的反应活性,从而降低了HC、CO以及PM排放。混合气的反应活性分层主要由主喷定时来控制,主喷定时越早,主喷滞燃期越长,混合气分层越明显,混合气局部当量比梯度提高,提高了燃烧温度和燃烧速率,故HC、CO、PM降低。预喷质量比的提高可以改善缸内混合气的反应活性,降低了CO和PM的排放,但随着预喷质量比的提升,着火时刻从最开始由主喷定时控制逐渐转换为由混合气化学反应动力学控制,产生较大的压缩负功,影响发动机性能。（3）在上述研究的基础上,最后利用价值函数对RCCI运行工况范围内的喷油控制参数进行了优化。结果表明,在低负荷工况（IMEP=6.5bar）下,煤基合成油和柴油均需要较早的预喷定时来改善缸内预混合气的反应活性。同时,煤基合成油需要较低的预混率和较早的主喷定时来获得最佳的发动机性能,而柴油则需要较高的预混率和较晚的主喷定时来获得最佳的发动机性能。与柴油对比发现,煤基合成油的PM和CO排放分别降低了50%和33%。在中等负荷工况（IMEP=8.5bar）下,两种燃油均需要较高的预混率来获得最佳的发动机性能。对于煤基合成油而言,由于十六烷值较高,需要将预喷定时推迟到-24°CA ATDC左右,才能避免过大的压力升高率。随着缸内温度压力的提升以及采用较大的预混比例,改善了缸内混合气的混合程度,提高了指示热效率,两种燃油的指示热效率均达到50%以上。随着负荷的进一步增加,在高负荷工况（IMEP=10.5bar）下,为了避免发动机发生爆震,两种燃油只有较低的预混比例能够满足要求,比例过高会导致缸内混合气混合不充分,燃油雾化较差,造成较高的PM排放。