均质充量压燃（HCCI）能够实现混合气低温稀薄燃烧,具有热效率高、NOX和微粒物（PM）排放低以及燃料灵活性高等优点。然而,HCCI发动机的着火时刻和燃烧相位是由燃料/空气混合气的化学反应动力学控制,通常很难有效地直接控制其点火和燃烧过程。本文通过改变燃料的化学性质,对二甲醚/乙醇混合气燃烧过程和臭氧辅助天然气燃烧过程进行数值模拟。研究了乙醇对二甲醚HCCI燃烧过程的抑制作用。结果表明,乙醇能够有效降低二甲醚的燃烧速率,推迟二甲醚的燃烧相位。低浓度的乙醇对CO和HC排放量影响不大,但是乙醇含量过高时,会导致CO和HC排放量急剧上升。同时发现,在高当量比下提高乙醇所占比例,可以提高发动机输出功率并有效降低缸内最大压力升高率,拓宽二甲醚HCCI发动机的高负荷运行范围。乙醇主要从两个方面抑制了二甲醚的燃烧:一方面,加入乙醇会降低二甲醚低温氧化时的中间产物CH₂OCH₂O₂H、O₂CH₂OCH₂O₂和HO₂CH₂OCHO分解生成OH自由基的速率;另一方面,由于乙醇的氧化过程发生在二甲醚之后,乙醇开始氧化脱氢时会消耗一部分由二甲醚生成的OH自由基。这两个因素导致二甲醚与OH的脱氢过程受到抑制,从而延缓了二甲醚的整个燃烧过程。研究了不同浓度和进气温度下臭氧对天然气HCCI发动机燃烧过程的影响。结果表明,低浓度的臭氧能够有效提前天然气的燃烧相位,降低天然气的自燃温度,使其在低负荷和冷起动时更容易点火,通过调节臭氧浓度能够实现对天然气HCCI发动机燃烧相位的控制。由于臭氧分子稳定性差,在燃料氧化反应开始之前会通过反应O₃+M→O₂+O+M生成O原子,这样燃料在氧化初期就能够与O原子进行脱氢反应,其脱氢速率远高于与O₂进行的脱氢反应,从而提高了反应前期OH、HO₂和H等活性自由基的浓度,促进了燃料的整个燃烧过程。