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基于我国“富煤、缺油、少气”的能源结构,资源广泛、价格低廉和具有优秀理化特性的甲醇为缓解我国石油资源紧缺、尾气排放污染等问题提供了切实可行的解决方案。本文应用复合喷射技术将甲醇、汽油两种燃料用于内燃机上,采取了GPI+MDI和MPI+GDI两种喷射模式,研究了甲醇/汽油复合喷射对发动机缸内燃烧和常规气体排放以及微粒排放的影响。所获得的结论总结如下:对不同工况点下GPI+MDI与MPI+GDI两种喷射模式的对比分析发现,两种喷射模式下发动机输出扭矩、缸压峰值和放热率峰值均随甲醇比例的增大而升高,且缸压峰值相位与放热率峰值相位均提前,不受发动机工况点的限制。相较之于MPI+GDI,GPI+MDI喷射模式在改善燃烧、提高动力性的表现上更好。两种喷射模式甲醇含量的升高均可有效减少HC、CO排放,且燃用纯甲醇时GPI+MDI比MPI+GDI喷射模式的HC、CO排放更低。在NOX排放上,两种喷射模式表现出了不同的趋势,MPI+GDI喷射模式的NOX排放随甲醇比例的增大持续降低,而GPI+MDI喷射模式则表现出先降低又升高的趋势。两种喷射模式下甲醇的加入均可大大降低GDI发动机的微粒排放,当甲醇比例大于60%时,二者几乎都无微粒排放产生。在微粒的粒径分布上,两种喷射模式存在一定的差异。当甲醇比例较小时,GPI+MDI喷射模式主要呈核态的单峰分布,而MPI+GDI喷射模式呈核态与积聚态的双峰分布。相较之于MPI+GDI,GPI+MDI喷射模式在降低微粒排放的表现上更加有效。重点研究燃烧、排放性能表现更佳的GPI+MDI喷射模式发现,随点火正时的提前,发动机扭矩先升高后降低,燃用甲醇后提升了火焰传播速率,纯甲醇的MBT点要比纯汽油晚2-3°CA。HC、NOX排放随点火提前不断升高,而CO则表现出先升高又降低的趋势。在较小的点火提前角下,随甲醇比例的升高,HC、CO、NOX排放逐渐降低;当点火提前角过大时,甲醇含量过高使得HC与NOX排放又有所回升。核态、积聚态及微粒总数随点火提前均逐渐升高,当燃料为纯汽油时,点火提前角为25°CA BTDC时的TPN是5°CA BTDC的2.7倍。对于当前范围过量空气系数的研究,随过量空气系数的增大,火焰发展期、火焰传播期逐渐延长,COVIMEP逐渐增大,甲醇比例的增大有助于缩短火焰发展期和提高燃烧稳定性,火焰传播期则呈现为先缩短又增长的趋势。随甲醇能量分数的增加,λ=1、λ=1.1时NOX排放先降后升,而当λ=1.2时NOX排放持续下降。核态微粒占据微粒排放的主导地位,过量空气系数增大使得核态、积聚态及微粒总数均迅速下降,λ=1.2时的微粒总数相较于λ=1时降低了约50%。甲醇含量高于60%的复合喷射可使得微粒降幅达95%以上。