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近年来,环境污染日益严重,为了减少汽车尾气对环境的危害,各国制定的排放法规日趋严格。传统柴油机燃烧方式的固有特性决定了其无法解决同时降低NOx和PM排放的难题。而近年来大量研究表明：柴油机预混合燃烧方式具有高效率且同时降低PM和NOx排放的优势。但柴油机均质预混合燃烧理论在实用化进程中仍然存在诸多难题,尤其是着火相位控制问题。针对这一现状,本文提出了一种新型柴油机点火室式预混合柴油机燃烧系统。其主要原理为：在柴油机缸盖上设置一个点火室,通过喷孔与主燃烧室相连,火花塞布置于点火室中。通过气体燃料供应通道,向点火室内充入一定量的气体燃料。气体燃料被火花塞点燃燃烧后的火焰或者高温气体通过喷孔喷入主燃烧室,引燃其中的可燃预混合气,实现柴油机的均质预混合燃烧。以一台CF186F(A)柴油机为基础,根据点火室式预混合柴油机燃烧系统的结构要求,对气缸盖结构进行改造,设计了点火室和LPG供应系统,开发了发动机点火正时及LPG喷射的电子控制系统,完成了点火室式预混合柴油机燃烧系统原理样机的试制。搭建了进行新型燃烧系统可行性验证的实验台架。在新实验台架上对点火室式预混合柴油机燃烧系统可行性进行了探索实验,对样机的缸内燃烧过程、排放特性及经济性进行了测试分析,结论如下：(1)点火室式预混合柴油机燃烧系统切实可行,主燃烧室内的燃烧始点可以通过控制点火室内火花塞点火正时来控制。(2)原理样机相比原柴油机可同时降低NOx和碳烟排放。在中低负荷工况,原理样机比原柴油机NOx排放可以降低60%以上；在全部负荷范围内,原理样机比原柴油机烟度排放降低43.75%以上,在中负荷工况下降低幅度最大；在中低负荷工况,原理样机排气温度略高于原柴油机；原理样机的NOx排放量随LPG比例增大而降低,烟度排放量随LPG比例的增大呈先降低后增高趋势,因此原理样机LPG比例存在一个最优值。(3)在中低负荷工况,原理样机的热效率略低于原柴油机,在高负荷工况,原理样机热效率高于原柴油机。