在能源、环境和(贵金属)资源的多重压力下,低温燃烧成为研究焦点。但柴油燃料粘度高、挥发性差、自燃温度低(十六烷值高)的特性,使得柴油HCCI燃烧中混合气的制备相当困难,快速的混合速率是实现HCCI燃烧的根本保障。引入EGR后,燃烧后期的混合速率决定uHC的氧化和CO向CO2转化的程度,燃烧中后期高的混合速率是实现发动机高效燃烧的基础。因此,全燃烧历程高混合率的实现是新概念燃烧研究中的核心。本文基于课题组前期研究工作提出的MULINBUMP复合燃烧概念,以CFD数值模拟为主,辅之于实验研究、激光诊断技术,对新概念燃烧条件下所涉及的复杂的物理、化学过程进行了探索。得到的主要结论有:定容装置内的PLIF测试和数值模拟研究表明,在早喷条件下,缸内压力、温度较低,对应的缸内密度也低,燃油贯穿度大,“湿壁”现象明显,限制预混燃烧的运用。基于脉冲模式调制的喷油策略可有效地缓解该问题,通过不同的喷油模式在缸内形成不同的浓度、温度分层,有效控制预混燃烧的着火和燃烧过程。脉冲模式优化的核心应围绕消除燃油的湿壁和控制燃油在缸内的分层来进行。在BUMP燃烧室研究基础上创新性地提出具有高混合率的导流沿型燃烧室。数值模拟结果显示:燃油撞壁后,不同燃烧室结构会引导出完全不同的流场结构。导流、突变结构形成的二次射流在缸内诱导出一对旋向相反的涡团。涡团大小与结构本身的几何尺寸具有相比拟的尺度。在导流沿燃烧室中,燃烧过程由壁面射流的“半表面”燃烧转为二次空间射流时的“全表面”燃烧。中后期燃烧得以强化,在NOx排放基本保持不变的条件下,碳烟的氧化过程明显增强,相比原始ω燃烧室,导流沿燃烧室中碳烟排放下降高达55%。EGR延长τchem(化学因素)实现低温燃烧,NOx和碳烟排放明显降低。高EGR率条件下的低温燃烧为快速预混燃烧和相对较慢的扩散燃烧两阶段放热过程。在扩散燃烧阶段,混合效率低,燃烧持续期长,燃烧效率低。因此,增加预混燃烧的比例或进一步促进燃烧后期的混合速率是低温燃烧实现高热效率的关键。综合运用喷油策略(物理因素)协调控制形成MULINBUMP复合燃烧可以取得NOx、碳烟和热效率三者之间较好的折衷,且可使发动机的负荷得到明显的拓展。