为了解决汽油压燃(GCI)发动机小负荷工况燃烧不稳定以及排放超标等问题,通过三维数值模拟软件CONVERGE建立发动机仿真模型,对喷油时刻、进气压力及含氧量等影响燃烧的主要因素进行了仿真分析。结果表明,喷油时刻在20°CA BTDC时,工质混合均匀,燃烧迅速,有利于小负荷稳定燃烧;进气压力为0.12MPa时,放热率峰值最高,燃烧效率较高;进气氧含量为23%时,能实现较高的热效率和较低排放。可见,采用合理的控制方法能优化缸内燃烧组织,有助于小负荷工况稳定燃烧。

为实现柴油-天然气双燃料发动机在RCCI模式下高效清洁的燃烧,运用CONVERGE软件建立了气缸计算模型,研究了低负荷工况下柴油的早喷耦合EGR率对燃烧和排放的影响。结果表明,固定EGR率为5%,喷油时刻在-65°CA ATDC时,较高质量的混合气燃烧减少局部高温的产生,NOX及Soot的排放急剧减少而动力性和经济性略有降低;固定喷油时刻为-65°CA ATDC时,引入EGR会使燃烧效率下降,EGR率为8%时的整体排放性能最优。合理运用柴油早喷及EGR技术,可在动力性和经济性基本不变的情况下,大幅度降低NOX的排放,同时HC及CO的排放得到控制。