随着时代的发展与日趋变化的社会环境，当前我国越来越重视走可持续的发展道路，人们的节能环保意识也在逐渐增加。面对着能源与环境保护的危机，国家各项法规都日益严格，特别是汽车尾气排放的标准。汽车使用普及率越来越高，几乎每家每户出行都是以车代步，但是其使用过程中所产生的大量排放气体都是有害的，这些气体对环境造成了很大的危害，因此如何降低汽车有害气体的排放一直以来都是研究内燃机的关键问题。柴油机作为内燃机的一种，虽然有着优于汽油机和其它内燃机的特点，并且凭借高的热效率和低的燃油消耗率得到越来越广泛的应用，但是它的缺陷也是非常明显的，就是其排放气体的有害物质较多，主要是NOx和颗粒物（PM），控制它们的排放是关键，而柴油机EGR技术和多次喷射技术就是可以有效降低有害排放物质的主要手段。这次我就是对多次喷射关于增压柴油机性能和排放所造成的影响做一个仿真分析研究，希望可以为相关的实验研究提供一定的参考。

其实关于多次喷射的问题国内外已经有做过许多相关的实验研究了，取得了相当大的进展，对于增压柴油机的发展起到了无比重要的作用。

国内的解方喜等人以多次喷射对柴油机燃烧与排放的影响做了相关的研究^[1-10]，研究结果表明，多次喷射策略可以获得比单次喷射策略更好的NOx和碳烟的折衷关系，且燃烧过程对改善发动机振动与噪声的效果明显，采用适当喷射延迟的多次喷射策略可有效降低NOx而不增加颗粒排放水平，而多次喷射耦合EGR控制可以显著地降低碳烟排放，油耗率变差，HC和CO有所上升。预喷射的引入降低了柴油机燃烧噪声，可以在小负荷时改善柴油机的NOx、CO、和比油耗，但在大负荷时没有明显的影响，而后喷射的引入改善了柴油机的PM排放，但油耗率和排温稍有升高。

姜楠和龚寅春两人都是在试验中采取多种喷射的形式，研究了不同的预主喷组合对柴油机燃烧特性和排放特性的影响^[11-12]。由他们的实验可以知道：预喷-主喷的喷射方式中，在满足排放量要求的基础之上，应当采用更大的预喷定时，根据不同的管理内容和方式进行油量的选择；预喷-预喷-主喷的喷射方式中，如果预喷定时有所提前，NOx排放量一般先会有小幅度的上升，然后又会出现下降，预喷放热峰值也会逐渐的升高，而如果预喷定时有所推迟，排放的烟度有会明显的上升，此外，如果预喷太过于靠近主喷，也会导致排放烟度的上升，但是当预喷远离主喷的时候，又会使得比油耗有所上升。

韩晓梅等人研究了不同喷射方式对起动首循环燃烧过程及起动过程瞬态燃烧过程的影响^[13]，研究结果表明：采用三次喷射方式时,起动首循环燃烧效率明显优于单次喷射或两次喷射方式，且三次喷射方式中两次预喷量的不同分配，对起动首循环的燃烧效率影响很大；对于三次喷射方式，首循环燃烧效率的好坏不能决定起动过渡工况的平均燃烧效率，所以对起动首循环和起动过程的喷射方式有必要分别进行控制。

2016年的范立云等人利用所建系统仿真模型，分别对预-主喷射和主-后喷射中循环喷油量随喷油间隔的波动特性进行了研究^[14]，分析表明;相同预喷不同主喷时，主喷油量波动幅值随喷射间隔增大而减小，波动周期不随主喷油量增加而变化且波动相位一致，在与整数倍压力波动周期时间差值接近的主喷油持续期内，预主喷射间隔对主喷波动量波动影响规律相似；相同主喷不同预喷时，主喷油量波动幅值随预喷油量增加而增大；相同主喷不同后喷时，随主后喷射间隔增大，后喷油量波动减小，波动周期相同，随后喷油量增加波动幅值变化较小；后喷相同主喷不同时，与整数倍压力波动周期的时间差值相同的主喷持续期，其喷射引起的后喷油量波动规律相似。

外国的RaoufMobasheri等人为了研究重型直喷式柴油机的发动机性能和排放特性，进行了先进的CFD模拟，研究了先导、后、多燃料喷射策略和EGR对发动机性能和排放形成的综合影响^[15]。结果表明，采用主喷加优化的主喷射对燃烧过程有明显的有利影响，可以形成一个单独的第二级放热过程，最大限度地降低燃烧温度，从而降低NOx的生成。此外，他们还发现，在适当的EGR后注入足够的燃料，可以显著减少烟尘的排放，而不会降低氮氧化物的排放率。

2017年，外国的Joonsik Hwang等人在定容燃烧室进行了一系列的柴油喷雾燃烧试验探讨对冷起动多次喷射策略的影响^[16]，采用不同喷射量的多喷射策略提高柴油机燃烧性能，结果表明，多次喷射策略提供了更好的冷起动性能比单一的注塑条件。

通过许多国内外涉及多次喷射对柴油机造成影响的研究实验，我知道了采用多次喷射技术可以控制燃烧过程，改善柴油机的动力性、经济性和排放，我国在某些柴油机燃油系统运用上较晚，所以多次喷射控制技术的应用与国外有着较大的差距，需要进一步的实验研究来推动其发展。

2. 研究的基本内容与方案