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高效清洁燃烧是当前发动机领域的研究热点。传统压燃式发动机的扩散燃烧模式难以同时降低微粒和NOx排放，部分预混压缩点燃PPCI（Partially Premixture Compression Ignition）发动机具有压燃式和点燃式发动机的双重优点，在保持原型发动机功率输出的前提下，具有实现高效率低排放的潜力，是一种具有优良开发前景的新型燃烧模式。本文在一台单缸压燃式发动机的基础上，增加了天然气进气预混系统，并通过进气道掺混CO2模拟EGR，对比研究了不同直喷液体燃料（柴油、生物柴油和DME）对PPCI发动机燃烧和排放性能的影响。柴油直喷、CNG预混的PPCI发动机的燃烧与排放试验研究表明：(1)随着预混天然气量的增加，燃烧相位推迟，最大爆发压力降低，缸内平均温度降低；合理控制预混天然气的比例，发动机的当量燃油消耗率能得到降低；CO及未燃HC排放增加，NOx的排放降低，在高负荷时碳烟排放降低。（2）与原柴油机相比，柴油直喷的PPCI发动机在高负荷时经济性能更好， NOx和碳烟排放减少，CO、未燃HC排放增加。(3)随着EGR率的增加，最高爆发压力下降，燃烧相位推迟，放热率峰值略有增加；EGR率增加，当量燃油消耗率变化不大，在低速时甚至略有改善；EGR率增加，CO排放增加，未燃HC变化不大，碳烟排放也基本不变，NOx排放大幅降低。生物柴油直喷、CNG预混的PPCI发动机性能研究表明：(1)直喷生物柴油PPCI发动机具有与直喷柴油PPCI发动机相似的燃烧排放性能；(2)与直喷柴油PPCI发动机相比，在天然气预混率(RCNG)较小时，其当量燃油消耗率低，在RCNG较大时当量燃油消耗率升高，CO降低，未燃HC基本不变，NOx排放和烟度排放降低；(3)与直喷柴油的PPCI发动机相比，EGR对直喷生物柴油PPCI发动机的燃烧排放性能的影响一致，不同的是，在高负荷时采用高EGR率时，碳烟排放减少的幅度更大。研究直喷DME的PPCI发动机的性能表明：(1)燃料供给系统几何参数基本不变的情况下，相同转速下，纯DME发动机的负荷率为原柴油机的40%左右；纯DME发动机在低负荷时，CO、NOx和碳烟排放更少，未燃HC排放增多（。2）与直喷柴油及生物柴油的PPCI发动机相比，直喷DME的PPCI发动机CO、未燃HC、NOx及碳烟排放更低。（3）直喷DME的PPCI发动机能实现无烟燃烧，且其能容许的EGR率更大，具有更好的降低NOx排放的潜力。研究结果表明，合理选择直喷燃料，能实现PPCI发动机的稳定燃烧，有效改善发动机的燃烧排放性能；高含氧量、高十六烷值、低沸点的直喷燃料，能降低PPCI发动机的CO、NOx和碳烟排放，甚至在全负荷工况下消除烟度排放，并有利于更大比例使用EGR降低NOx排放，是优良的PPCI发动机直喷燃料。