随着我国经济的迅速发展,能源问题日益凸现,国内的能源已经远远不能满足经济快速发展的需要,而从国外进口传统化石能源也开始面临巨大的压力。尤其是近几年我国汽车工业的迅猛发展,内燃机所消耗的石油占据了能源总量越来越大的比例,导致了传统汽柴油价格的节节攀升,而且燃烧汽柴油所排放的有害尾气对环境的污染也越来越严重。为了解决这些问题,学者对发动机代用燃料和新型燃烧方式的研究越来越重视。其中二甲醚(DME)均质充量压缩燃烧(HCCI)发动机以其良好的着火性能和超低的NOx、碳烟排放得到了广泛的研究,但是还存在一些亟待解决的问题,如其运行范围过窄,碳氢(HC)和一氧化碳(CO)排放较高,而且会生成甲醛等非常规排放物。本文对DME HCCI发动机燃烧及排放过程进行了数值模拟及试验研究。首先,经过大量试验,优化了气相色谱仪的分离和检测条件,定量分析了DME发动机尾气中甲醛、甲酸甲酯和甲酸等非常规排放物的浓度;然后将测量结果与傅立叶红外分析仪所测量的结果进行了比较,并选出结果最相近的三组工况作为模拟对象。其次,通过修改CHEMKIN2.0的Fortran源代码,建立了一个八区模型,采用了一个包含79种组分和351个基元反应的详细DME反应动力学机理进行了数值模拟,并将模拟结果与实验进行了比较分析,提出了影响HCCI发动机燃烧效率和排放的关键因素。再次,建立了发动机二维轴对称动网格计算模型,将一个包含31种组分和46个反应的DME化学反应动力学简化模型与CFD软件Fluent耦合,对DME HCCI发动机的燃烧与排放特性进行了进一步的模拟计算,然后将该模拟结果和八区模型模拟结果以及试验结果进行对比分析,比较两个模型各自的优缺点,为DME在HCCI发动机的推广和应用提供了理论指导。