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反应活性控制压燃(RCCI)是清洁高效的新型内燃机燃烧方式,目前RCCI发动机负荷拓展的问题,尤其是低负荷工况不完全燃烧的问题是制约其实际应用的关键因素。双燃料缸内直喷策略能够更精确地控制缸内混合气分布,具有优化RCCI燃烧特性的潜力;加氢催化生物柴油(HCB)因其超高的十六烷值可以改善发动机着火性能。因此,本文利用三维CFD软件CONVERGE,开展了基于双直喷策略的汽油/HCB RCCI发动机低负荷下燃烧的模拟研究,以期改善RCCI低负荷燃烧特性。首先研究了负荷对进气道喷射汽油、缸内直喷HCB的常规RCCI燃烧特性的影响,发现随着负荷的降低,常规RCCI因混合气过于稀薄而导致的燃烧不完全的问题逐渐凸显。继而对比了低负荷下常规RCCI和双直喷RCCI的燃烧特性。结果显示,相比常规RCCI中汽油混合气均匀分布于缸内,双直喷RCCI中汽油集中分布于活塞凹坑处,形成当量比适中、易于引燃的混合气,从而改善了不完全燃烧现象;此外直喷汽油会增强缸内气流运动,有助于HCB的扩散与混合。燃油喷射时刻是控制混合气分布、优化燃烧过程的重要参数,因此研究了双燃料喷射时刻对双直喷RCCI低负荷燃烧及排放特性的影响,并优化了双燃料喷射时刻。结果表明,HCB喷射时刻为-25°CA ATDC时,随着汽油喷射时刻的推迟,直喷汽油对HCB扩散的促进作用增强,混合气分层度降低,着火时刻延迟,燃烧持续期缩短,燃烧温度降低,燃烧效率降低,指示热效率先降低后升高而又降低,HC、CO和soot排放增加,NOx排放减少。汽油喷射时刻为-45°CA ATDC时,随着HCB喷射时刻的推迟,分层燃烧加剧,放热过程提前,燃烧温度升高,燃烧效率升高,指示热效率先升高后降低,HC、CO和soot排放减少,NOx排放增加。HCB喷射时刻为-25~-20°CA ATDC、汽油喷射时刻为-50~-45°CA ATDC时,发动机综合性能较好,获得了92%以上的燃烧效率、45%以上的指示热效率,NOx和soot排放均能达到国Ⅵ标准。在双燃料喷射时刻优化基础上,继续研究了进气温度、发动机转速对双直喷RCCI低负荷燃烧及排放特性的影响,为进一步优化其低负荷性能提供理论依据。结果表明,进气温度的升高会加快燃烧速率,使放热过程提前,燃烧持续期缩短,燃烧效率升高,指示热效率先升高后降低,HC、CO和soot排放减少,NOx排放增加,采用HCB晚喷策略可降低燃烧对进气温度的敏感性。随着转速的升高,每循环时间减少,放热率峰值、缸压峰值降低,放热过程推迟,燃烧持续期延长,燃烧效率和指示热效率降低,HC和CO排放增加,但功率随转速的升高而升高。HCB喷射时刻为-15°和-20°CA ATDC时NOx排放略高,随转速的升高而减少,其余HCB喷射时刻下NOx排放很低且受转速的影响很小;soot排放受转速的影响较小,仅在HCB早喷和晚喷工况下随转速的升高而略有增加。