随着全球能源危机和环境问题的加剧,各国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,建立了一个包含31种组分和46个反应的DME化学反应动力学简化模型,并建立了发动机二维轴对称计算模型,将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变参数模拟计算。计算结果表明,该简化模型能够在较大的初始条件范围内有效模拟HCCI发动机的工作过程,并能预测甲醛、甲酸等重要产物的变化历程和NO的排放。研究了进气温度、进气压力、空燃比、压缩比、转速和惰性气体等因素对燃烧特性的影响,同时预测了缸内反应物、生成物、自由基浓度随曲轴转角变化的历程。本文经过大量反复试验,优化了气相色谱仪的分离和检测条件,为定量分析DME发动机尾气中甲醛、甲酸甲酯等非常规排放物的浓度提供了有效方法。