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汽油/柴油双燃料高预混燃烧(HPCC)模式由于可以灵活控制缸内的燃料活性和浓度层,具有实现宽广工况范围内高效清洁燃烧的潜力,目前受到了国内外研究者的广泛关注。缸内直喷柴油的喷射策略对这一燃烧过程具有关键性的影响。本文针对喷油策略对双燃料高预混燃烧模式的燃烧和排放影响机理开展了研究。针对进气道喷射汽油、缸内直喷柴油的双燃料高比例预混燃烧(HPCC)模式,对柴油早喷(E-HPCC)与柴油晚喷(L-HPCC)情况下的燃烧特性和排放特性进行了数值模拟研究。研究表明,HPCC着火和燃烧过程主要受缸内活性自由基控制:较晚喷射会导致缸内局部正庚烷浓度高、活性较大,造成高温放热提前;较早喷射正庚烷会抑制低温放热,从而增加着火时刻缸内活性自由基的数量,是放热率较高、最大压升率较大的主要原因。L-HPCC模式下,高温放热时刻缸内局部正庚烷浓度较大造成了缸内局部温度较高,促进了NOx生成,相对E-HPCC模式NOx排放较高;虽然L-HPCC局部浓度较高会促进碳烟的生成,但同时较高的燃烧温度加强了碳烟的氧化,因此L-HPCC模式的碳烟低于E-HPCC模式。研究了单次喷射与两次喷射策略的燃烧机理。结果表明,汽油/柴油双燃料HPCC燃烧过程实质是缸内直喷柴油提高混合气活性与浓度分层共同作用的结果;单次喷油策略在高温放热前生成了较多的活性自由基,并分布于燃烧室内较大的区域是导致其放热率增大的主要原因;而两次喷油中靠近喷油器位置较高正庚烷浓度是触发其高温放热提前的主要原因。在两次喷油策略中,活性降低导致其燃烧放热速率较单次喷油策略低,第一次喷油(SOI1)过早使预混时间延长,降低了缸内混合气活性自由基的生成,抑制低温反应,并导致明显的两阶段放热特性;相对较晚的SOI1策略中第一次喷入缸内燃料的低温放热会促进第二次喷入燃料的氧化与分解,提高了缸内活性,使高温反应时刻提前,放热率增大。研究了预混汽油比例对HPCC燃烧特性与排放特性的影响。早喷工况下,缸内直喷正庚烷量是决定早喷工况缸内活性的直接因素,并影响滞燃期,最高爆发压力等燃烧参数。晚喷工况下,缸内局部高正庚烷浓度缩短了其低温反应历程,局部区域快速低温反应导致着火在燃料喷入后的短时间内迅速发生,降低了滞燃期对缸内直喷汽油比例的敏感性。晚喷工况下,较低的局部氧浓度对正庚烷低温反应的抑制作用随着直喷正庚烷比例的提高而增强,并在G0工况导致了正庚烷的二阶段消耗历程。同时,这一现象会抑制碳烟的前期生成,导致其生成速率变慢,推迟碳烟到达峰值时刻;但G0工况下较高的局部活性会增加缸内局部高温区域,促进NOx的前期生成。