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预混合压燃发动机综合了柴油机和汽油机的优点,可实现高效、NOx和PM的超低排放,而着火相位控制一直是预混合压燃实用化的难点。为了实现直接控制柴油预混合气压缩着火相位,本文提出并开发了射流控制压缩着火(Jet Controlled Compression Ignition, JCCI)燃烧系统,利用点火室内燃烧产生的射流触发缸内柴油预混合气着火。开发了基于CF186FA单缸柴油机的JCCI原理样机,确定了JCCI燃烧系统点火室的设计准则,并以此设计了点火室及气体燃料供给系统,完成了点火室在缸盖上的布置。将活塞顶形状由深ω形改造为适宜于预混合燃烧的浅盆形,并降低几何压缩比。采用高扰动喷油嘴结合早喷策略,用于形成分布均匀的柴油预混合气。基于CompatRIO平台搭建了JCCI发动机测控系统,编写了基于曲轴转角的喷气阀控制与点火控制程序,运用状态机和生产-消费的结合实现了喷气、点火与缸压采集的相位同步控制与测量,并采用Lab VIEW和Matlab混合编程方法开发了离线燃烧分析系统。JCCI发动机实验结果表明：在大多数工况范围内,JCCI发动机的CA10和CA50与点火正时成线性关系,且滞燃期对负荷并不敏感,表明主燃室内柴油预混合气在射流进入前没有发生自燃,之后的着火主要受点火室内的射流影响,可以通过点火正时实现柴油预混合气着火相位的主动控制。在满负荷工况附近,由于压缩比不够低,缸内温度较高,滞燃期较短,柴油预混合气可被压燃,柴油预混合气的着火主要受缸内热力学条件影响。在没有进气增压和EGR的前提下,采用机械供油系统JCCI发动机的NOx和烟度排放均比原柴油机降低较多,最大降幅均超过90%。JCCI发动机数值模拟结果表明：点火室内的火焰在经过点火室与主燃室的小喷孔后,基本发生了淬熄,之后围绕淬熄后的高温活性基射流附近的柴油预混合气首先着火。主燃室内没有明显的火焰传播,而以类似多点自燃的方式发生,燃烧温度低,NO生成量较少。将机械燃油喷射系统改装为电控高压共轨燃油喷射系统,进行了初步实验,结果表明：在较高负荷,NOx降幅超过90%,烟度排放几乎为零；在高负荷,NOx降幅接近80%,烟度排放仍维持在极低的水平,且热效率略高于原柴油机。