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均质压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)作为一种高效、低排放的新型燃烧方式,受到了内燃机研究领域内的广泛关注。但其运行工况范围狭窄、燃烧模式切换等应用难点,成为工程应用的瓶颈。而在HCCI和传统的火花点火燃烧(SI)两种燃烧模式之间还存在着一种同时兼具两者特点的燃烧方式,即SI-HCCI混合燃烧,这种燃烧可以视作SI燃烧和HCCI的混合体。在HCCI失火限,可以通过引入火焰引燃实现稳定燃烧;在爆震限,利用前半程的火焰传播过程减慢放热速度,实现柔和的燃烧,并可顺利完成向大负荷SI燃烧的过渡。但是这种燃烧也因为同时具有两种燃烧的特性,而变得复杂。若要将其在实际中应用,必须揭示其内在燃烧机理和重要的外部影响因素,因此,开展SI-HCCI混合燃烧过程的三维仿真研究显得尤为迫切。本文以一台装配全可变气门机构的气道喷射单缸SI-HCCI发动机为原型建立计算模型。为适应SI-HCCI混合燃烧过程的模拟,发展了ECFM-3Z(ExtendedCoherent Flame Model- 3 Zone)燃烧模型,并确定了燃烧模型的重要参数,多组仿真结果与实验的验证表明发展后的ECFM-3Z燃烧模型能够反映实际SI-HCCI汽油机燃烧的燃烧过程。在此基础上研究了外部控制参数(火花点火、进气温度和冷却水温等)对SI-HCCI混合燃烧的影响,主要结论如下:点火时刻靠后,缸内主要以SI燃烧为主,很难触发HCCI燃烧。点火时刻提前到一定程度时,缸内才会发生SI-HCCI混合燃烧时。在不同的废气率下,点火时刻对混合燃烧的结果不同。40%废气率下点火时刻对于混合燃烧控制作用微弱;废气率(30%)下点火时刻对混合燃烧的控制作用最为明显;废气率(20%)下需要有更早的点火时刻才能实现SI-HCCI混合燃烧。而缸内的流场变化和燃烧过程密切相关,较早的点火时刻提高了缸内的湍动能,从而提高了HCCI燃烧的比例。此外,研究通过改变进气温度和冷却水温度来调节缸内的温度条件,结果显示进气温度提高会均匀的提高缸内所有区域的温度,同时加快整个燃烧;而冷却水温的提高会使气缸中心温度提高较少,四周温度提高较多,更能触发HCCI的着火燃烧。通过对双火花塞的研究发现,双火花塞燃烧放热速率明显快于单火花塞的放热速率,有效地缩短燃烧持续期。