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汽油压燃(GCI)利用汽油低活性、高挥发性的燃料特点并结合上止点附近直接喷射的策略，在获得更高程度预混合的同时有效控制燃烧相位，从而实现高热效率、低排放燃烧过程。然而大负荷工况下，喷油与燃烧过程难以完全分离，不可避免地存在较大比例扩散燃烧，造成碳烟排放较高。喷射策略是控制缸内油气混合及分层状况，改善GCI大负荷燃烧控制及碳烟排放问题的有效手段。因此，本文采用耦合化学反应动力学机理及多步现象学碳烟模型的三维计算流体力学(CFD)模拟方法，针对复合喷射策略对汽油压燃碳烟生成过程的影响开展研究，从而为GCI大负荷的高效清洁燃烧提供理论指导。
首先，研究了气道喷射(PFI)结合主预喷的复合喷射策略对GCI燃烧过程及碳烟生成过程的影响，并对喷射参数进行了优化。结果表明，提高气道喷射比例、提前主喷时刻及增大主预喷间隔都能够缩短燃烧持续期，使放热更为集中，从而降低碳烟排放。改变气道喷射比例对碳烟生成有较大的影响，主喷时刻提前则能够提高碳烟氧化速率。此外，针对不同的主喷时刻需要选择合适的主预喷间隔，从而抑制碳烟的成核过程，并在一定程度上降低碳烟质量及其数密度的最终排放。
在此基础上，将复合喷射策略与废气再循环(EGR)相耦合，研究其对GCI燃烧及碳烟生成过程的影响。研究结果表明，增大EGR率有助于降低最大压力升高率及氮氧化物(NOx)排放，但同时会降低碳烟氧化速率，使碳烟质量及其数密度排放升高；当气道喷射比例为40%、主喷时刻为-8℃AATDC、主预喷间隔为15℃A并结合20%的EGR率时，能够在保证最大压升率低于限值的前提下，实现碳烟为0.0209g/(kW·h)、NOx为3.213g/(kW·h)的低排放，同时热效率较高(46.798%)。气道喷射结合主后喷策略的研究结果表明，采用较小的主后喷间隔及后喷油量能够促进燃烧后期碳烟的氧化，从而使得碳烟排放降低；在EGR率为20%、气道喷射比例为40%、主喷时刻为-8℃AATDC、主后喷间隔为10℃A、后喷油量为5mg时，可以同时获得较高的热效率及较低的碳烟和NOx排放。
最后，对气道喷射结合主预喷、气道喷射结合主后喷的复合喷射策略进行了对比。结果表明，在GCI大负荷工况下，气道喷射结合主预喷的复合喷射策略耦合EGR能够在满足压升率限值条件下实现低碳烟和低NOx排放并保持较高的热效率。
首先，研究了气道喷射(PFI)结合主预喷的复合喷射策略对GCI燃烧过程及碳烟生成过程的影响，并对喷射参数进行了优化。结果表明，提高气道喷射比例、提前主喷时刻及增大主预喷间隔都能够缩短燃烧持续期，使放热更为集中，从而降低碳烟排放。改变气道喷射比例对碳烟生成有较大的影响，主喷时刻提前则能够提高碳烟氧化速率。此外，针对不同的主喷时刻需要选择合适的主预喷间隔，从而抑制碳烟的成核过程，并在一定程度上降低碳烟质量及其数密度的最终排放。
在此基础上，将复合喷射策略与废气再循环(EGR)相耦合，研究其对GCI燃烧及碳烟生成过程的影响。研究结果表明，增大EGR率有助于降低最大压力升高率及氮氧化物(NOx)排放，但同时会降低碳烟氧化速率，使碳烟质量及其数密度排放升高；当气道喷射比例为40%、主喷时刻为-8℃AATDC、主预喷间隔为15℃A并结合20%的EGR率时，能够在保证最大压升率低于限值的前提下，实现碳烟为0.0209g/(kW·h)、NOx为3.213g/(kW·h)的低排放，同时热效率较高(46.798%)。气道喷射结合主后喷策略的研究结果表明，采用较小的主后喷间隔及后喷油量能够促进燃烧后期碳烟的氧化，从而使得碳烟排放降低；在EGR率为20%、气道喷射比例为40%、主喷时刻为-8℃AATDC、主后喷间隔为10℃A、后喷油量为5mg时，可以同时获得较高的热效率及较低的碳烟和NOx排放。
最后，对气道喷射结合主预喷、气道喷射结合主后喷的复合喷射策略进行了对比。结果表明，在GCI大负荷工况下，气道喷射结合主预喷的复合喷射策略耦合EGR能够在满足压升率限值条件下实现低碳烟和低NOx排放并保持较高的热效率。