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随着石油价格的不断上涨和全球变暖等环境问题的突出，寻找一种能够替代传统燃料的代用燃料势在必行。甲醇（CH3OH）被认为是最有潜力的代用燃料之一。这是因为甲醇作为液体燃料在存储、运输和应用方面与传统的汽油和柴油燃料相似，同时甲醇具有良好的燃烧和排放特性，如高辛烷值，抗爆性强，汽化潜热高和良好的稀薄燃烧性能，所以甲醇燃料更适用于缸内直喷点燃式发动机。本文仿真模型是以一款缸内直喷点燃式汽油发动机为原型，并通过CAD软件Pro/E进行加工，采用CFD仿真软件FIRE进行处理，划分动网格，设置边界条件和初始条件，并选择相应模型，以发动机台架试验获取的实验数据进行模型验证。结果证明，所选模型和计算方法合理，能够用于该发动机模型的数值仿真分析。本文针对均质模式下不同点火正时和燃空当量比对缸内直喷甲醇发动机燃烧及排放的影响和分层模式下不同点火正时和喷油正时对缸内直喷甲醇发动机燃烧及排放的影响进行仿真分析，得到以下结论：1.均质燃烧模式下，随着点火正时的提前，气缸压力和缸内温度逐渐增大，放热率峰值也逐渐增大，其燃烧等容度越好，CO和SOOT生成量逐渐降低，但未燃甲醇和NOx生成量却越来越高。2.均质燃烧模式下，燃空当量比为1.1时，气缸压力和缸内温度峰值略有提高，但是未燃甲醇、CO和SOOT生成量急剧增大，当燃空当量比为0.9时气缸压力和缸内温度峰值下降，未燃甲醇和NOx生成质量也较高，只有燃空当量比为1时既能获得较高的气缸压力同时还可保持较低的综合排放水平，但是需要对排气中的较高的NOx进行处理。3.分层燃烧模式下，喷油正时是发动机能否实现分层燃烧的重要因素。仿真结果表明，在不同喷油正时条件下，喷雾受本身雾化时间和缸内流场的影响，使得甲醇在缸内形成不同程度的分层混合气，且喷油正时越提前，混合气分层效果越不明显，越不符合分层燃烧的要求。但是喷油正时过度推迟会造成甲醇雾化蒸发不充分，混合气质量越差不利于实现分层燃烧，同时未燃甲醇和SOOT排放也增加。综合其混合气分布及燃烧排放特性分析，喷油正时在110oCABTDC时能够实现较好的分层燃烧并获得较低的排放特性。4.分层燃烧模式下，当喷油正时不变时，随着点火正时的提前，气缸压力和缸内温度峰值逐渐增大，放热率峰值也越来越大，燃烧等容度越高，NOx排放随点火正时的提前而增大，CO、SOOT和未燃甲醇的质量随点火正时的提前而减小。