本文以正丁醇作为发动机燃料,采用不同缸内直喷喷射比例来研究不同喷射模式对正丁醇发动机燃烧、常规排放以及微粒排放的影响规律。本次研究主要分为三部分。第一部分为前期准备工作。首先搭建试验台架、改装喷油系统、调试电子控制系统等以满足试验要求。然后进行探索性试验,制定最终试验方案。第二部分根据具体试验方案,开展试验研究。通过试验主要对比六种直喷比例下发动机的燃烧状态和常规气体排放性能。选择点火提前角,过量空气系数和负荷作为主要的参数。通过分析燃烧及排放规律,探寻在不同工况下,合适的喷射策略。第三部分主要研究发动机尾气中的颗粒物,以第二部分为研究基础,从第一组试验变量中选取具有代表性的变量点,对三种直喷比例下发动机的颗粒物排放展开分析,同时还探究了发动机转速、缸内直喷时刻两个参数对颗粒物排放的影响。探究在发动机不同喷射比例下,各研究参数对颗粒物排放的影响规律,探寻降低颗粒物排放的复合喷射技术路线。通过试验研究得出的主要结论如下:(1)小负荷时,当直喷比增大,缸压、放热率、缸内温度、平均指示压力、热效率先上升后减小,缸压峰值、最大放热率出现的曲轴转角位置逐渐后移,有效燃油消耗率随之升高,CO值、HC值先降低后上升,NO_x值先上升后下降。20%直喷比时的动力性以及经济性较好。(2)大负荷时,最大缸压、放热率峰值以及缸内温度峰值均在直喷比较大时出现。直喷比例较大时,发动机指示压力和燃油经济性较好。直喷比较小时,HC排放也随之增高。大负荷工况下,选择60%、80%直喷比会获得较好的动力性、燃油经济性,但会增加一定的NO_x排放。(3)各直喷比例的最佳点火时刻有所不同。小比例直喷比的最佳点火提前角位于20°CA BTDC,而大比例直喷比则位于15°CA BTDC左右。随着点火提前角的不断增大,在60%、100%直喷比时,核态数量浓度呈下降趋势,积聚态上升。而20%直喷比时,核态、积聚态数量浓度均呈上升态势。(4)随着过量空气系数的增大,100%直喷比时,核态数量浓度先减小再增大,聚集态数量浓度则逐渐减小。而60%、20%直喷比时,核态数量浓度一直下降,聚集态下降缓慢。随着负荷的增加,100%、60%直喷比时,核态数量浓度下降,积聚态数量浓度上升,颗粒物总数量浓度下降。直喷比为20%时,随着负荷增加,核态、积聚态微粒数量浓度有一定的上升。(5)随着转速的升高,颗粒物由核态向积聚态逐渐转化,核态颗粒物数量浓度逐渐降低,积聚态颗粒物逐渐上升。随着直喷时刻的推迟,核态、积聚态颗粒物的数量浓度都呈现先下降再上升的变化趋势。