施佳叶，王金秋，邓 俊，缪新轲，刘逸晖，李理光

（同济大学汽车学院，上海201804）

前言

由于面临着严重的碳排放控制和能源安全问题，许多国家已经出台了严格的燃油消耗法规。

由奥托循环理论热效率公式［1］可知，高压缩比是提高汽油发动机理论热效率的有效途径，但会增大爆震倾向，从而限制了发动机功率的进一步提升［2］。而稀薄燃烧能够降低发动机燃烧温度，从而在一定程度上抑制爆震［3］。此外，稀薄燃烧与当量比燃烧相比，还可以增加混合物的比热比，从而进一步提高发动机理论热效率［4］。因此，高压缩比结合稀薄燃烧是一条前景良好的技术路线。然而，在稀薄燃烧工况下，三效催化器（three way catalyst，TWC）消除尾气中NOx排放的效率大大降低［5］。因此，在不增加额外后处理装置的情况下，空燃比必须尽可能高才能使尾气中的NOx浓度满足当前的排放标准［6］。然而，在超稀薄燃烧模式下，普通的点火方式难以形成稳定的火核，火焰传播速度显著降低，从而使燃烧循环波动大幅增加［7］。因此，需要对现有发动机的点火和燃烧组织方式进行改进、优化，从而适应超稀薄燃烧的要求。

有多条能够提高稀燃极限的技术路线，包括高能点火［7］、增强缸内气流运动［8］、多电极点火［9-10］、预燃室［11-12］等。其中，预燃室点火具有同时增大点火能量和促进缸内湍流的特点［13］，受到学术和工业界广泛关注。预燃室分为主动预燃室和被动预燃室，两者主要区别在于，主动预燃室需要一套单独的供油机构，在预燃室内部生成偏浓混合气；……