作为汽车消费大国,环境污染和能源短缺问题更为严重,节能减排是我们当前的工作重点。乙醇一直被认为是一种可靠的替代燃料,有着自己的优势。如今我国已经大面积使用无水乙醇汽油,但乙醇制取过程中脱水提纯到无水乙醇耗能占据了整个乙醇生产过程中的30%-40%的能量,依旧会加剧能源的消耗。本文在复合喷射发动机上进气道喷射汽油,缸内直喷含水乙醇,研究其燃烧和排放性能。试验中涉及的变量包括掺醇比、掺水比、直喷时刻、喷射压力、过量空气系数、点火提前角、转速及负荷等。本文主要研究工作和试验结果如下:（1）在复合喷射发动机上试验确定了直喷乙醇的最佳喷射策略为:乙醇直喷比例为20%、喷射压力为11 MPa、喷射时刻为120°CA BTDC。然后固定乙醇的比例不变,采用不同掺水比的含水乙醇代替无水乙醇,将含水乙醇的喷射策略调整为:喷射压力为9 MPa,喷射时刻为120°CA BTDC。（2）在上述喷射策略下,研究了点火提前角和掺水比对燃烧和排放的影响。在合适的点火提前角下,少量掺水可以提高发动机动力性和经济经,随着掺水比的增加,降低了燃烧温度和燃烧速度。同时随着掺水量的提高,NOx排放降低,CO排放变化不大,HC排放增加。随着点火时刻的提前,核膜态和积聚态微粒数量都增加,随着掺水比的增加,微粒先减少后增加,在适当的点火提前角时,缸内直喷含水乙醇最多可以降低80%的微粒排放。（3）在分析转速、负荷以及掺水比对燃烧的影响中发现,随着掺水比的增加发动机动力性和经济性均是先提高后降低,随着转速、负荷的增加,最佳的掺水量有所增加。对于缸内火焰传播情况来说,随着掺水比的增加,抑制了火焰传播,随着转速、负荷的增加,对其影响有所降低。（4）在分析转速、负荷以及掺水比对排放的影响中发现,随着负荷的增加,CO排放降低,HC和NOx排放增加。随着转速的增加,CO排放增加,HC和NOx排放降低。随着掺水比的增加,微粒总数TPN（Total Particle Number）在小负荷时先减小后增加,在中大负荷时一直降低。在试验的从小到大三种负荷下,在合适的掺水比条件下,TPN数量分别可以降低72.19%、60%和52.05%,其中降低的主要为积聚态微粒APN（Accumulation mode Particle Number）。微粒排放规律在不同转速下随着掺水比增加表现不同,在低转速时,随着掺水比的增加,微粒总数先减小后增加,在中高转速时,随着掺水比增加一直减小。（5）在分析不同过量空气系数下掺水比对排放的影响中发现,随着掺水比的增加CO排放基本不变,HC排放上升,NOx排放下降。掺水在稀燃时对HC和NOx排放影响较大,浓混合气时影响最小。随着过量空气系数的增加,微粒总数TPN、核模态微粒NPN（Nucleation mode Particle Number）和积聚态微粒APN的数量均有所降低,从功率混合气到稀薄混合气,TPN数量降低了十几倍。综上所述,在基于复合喷射发动机下使用小掺水比的含水乙醇效果优于无水乙醇,可以改善燃烧和降低微粒排放。大比例掺水时,可以降低NOx排放,在部分工况下可以降低微粒排放,但动力性和经济性有所下降。随着转速、负荷的增加,最佳的掺水比有所增加。