项目属动力工程技术领域。内燃机广泛用于国民经济和国防建设各个领域，为应对能源和环境挑战，本世纪以来，国际上以均质压燃、低温燃烧为代表的新一代内燃机理论研究十分活跃，提出了多种新型燃烧模式，可实现更高热效率、超低NOx和碳烟排放。但是，新型燃烧模式面临燃烧反应速率控制困难和运行工况范围窄等瓶颈难题，制约了其在发动机中的应用。项目开展了新型燃烧模式燃烧机理和燃料与新型燃烧模式协同调控机制研究，创新提出了新型燃烧模式设计方法，完成了基于该方法的工程样机开发。主要发现点如下：
（1）揭示了新型燃烧模式燃烧机理，构建了覆盖发动机多燃烧模式和多燃料适用的燃烧反应动力学模型体系，突破了燃烧动力学模型无法准确预测分层燃烧的难题，阐明了燃料与发动机协同的高效清洁新型燃烧模式调控机理。同行评价认为“提出的燃烧动力学模型在宽广当量比范围、传统和低温燃烧模式下均能更好预测自燃着火和排放特性，优于国际其他知名机构的模型”。
（2）提出了燃料理化特性参数对燃烧和排放影响的分离研究方法，发现燃料活性(十六烷值)是影响新型燃烧模式碳烟排放的主要参数，其次是燃料中的氧；燃料活性对低温燃烧自燃着火影响更显著，燃料优化和燃烧过程控制可以拓展高效清洁运行工况范围。同行评价认为“阐明了燃料降低碳烟的主导机制是十六烷值作用”。
（3）阐明了混合气活性-浓度分层与新型燃烧模式耦合作用机制，揭示了燃料活性与混合气分层对燃烧与排放的影响规律，提出了基于混合气活性与浓度分层协同控制的燃烧模式设计新方法，高效清洁运行工况拓宽到发动机全工况范围。同行评价认为“提出的燃烧控制新方法非常好，同时获得了高热效率及超低碳烟和NOx排放，只需采用氧化催化器，即可满足欧VI排放限值”。
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