預噴參數對乙醇/柴油雙燃料發動機燃燒和排放特性的影響

陳慶濤，劉軍恒，孫 平，嵇 乾，瞿 磊

(1.江蘇大學 汽車與交通工程學院，江蘇 鎮江 212013；2.南通職業大學 汽車與交通工程學院，江蘇 南通 226007)

目前，石油資源短缺和溫室效應已引起越來越廣泛的關注，而傳統內燃機的燃料主要為化石燃料，在消耗石油燃料的同時造成了較多的溫室氣體排放[1-2]。為了減少石油資源的消耗以及實現國家“雙碳”戰略政策，國內外學者提出許多技術手段，其中，探索新型可再生含氧燃料以及采用低溫燃燒方式已經成為降低柴油機燃料消耗和控制污染物排放的主要技術途徑[3-5]。

乙醇燃料是一種碳中性燃料，能夠降低柴油機缸內燃燒產生的碳排放，同時也是一種廣泛存在的可再生新型高含氧燃料(氧質量分數為34.8%)[6]。在發動機燃料能量輸入相同的條件下，與柴油相比，使用乙醇燃料對控制溫室氣體排放和降低不可再生的化石燃料使用具有較大的潛力，有利于滿足當前和未來的內燃機“雙碳”目標。因此，乙醇燃料在內燃機上應用吸引了國內外學者的高度重視。

乙醇理化性質和柴油相比差別較大，且乙醇具有較高的極性，導致兩者互溶性較差且混合溶液難以保持穩定存在[7-8]，所以乙醇在發動機中應用的研究多采用雙燃料模式。Chen等[9]對柴油/甲醇、柴油/乙醇和柴油/正丁醇雙燃料發動機的燃燒和排放性能進行了對比試驗研究，研究發現，發動機燃用醇類燃料可以增強柴油的預混燃燒，加快擴散燃燒速率，導致放熱率峰值和缸內壓力峰值增加，同時替代率的增加會降低發動機的NOx和碳煙(Soot)排放量，而且在提升發動機有效熱效率(BTE)方面，乙醇較甲醇和正丁醇燃料更為有效。Wei等[10]對高負荷下乙醇/柴油反應活性控制壓燃(RCCI)發動機的排放進行了數值模擬研究，研究發現，乙醇替代率增大會導致預混燃燒比例提高，燃燒持續期縮短，發動機燃燒壓力增大，而且在保障發動機動力性的同時能夠有效降低NOx和Soot排放量，但是乙醇的高汽化潛熱也會顯著降低發動機著火時缸內溫度和燃燒溫度，缸內燃料燃燒效率的惡化，導致CO和HC排放量增加。董世軍等[11]采用一臺單缸柴油機研究了燃料分層對乙醇/柴油雙燃料發動機循環波動的影響，研究發現，采用乙醇燃料可以使低反應活性的醇與新鮮空氣充分混合，形成均質的混合氣，在降低混合氣活性的同時形成缸內混合氣的活性分層。韓偉強等[12]試驗研究了不同噴油正時對乙醇/柴油RCCI低負荷燃燒與排放特性的影響，研究發現，適當提前噴油正時使缸內最大爆發壓力和平均溫度峰值逐漸增大，NOx排放量隨著噴油正時的提前先增大后減小，而Soot排放量變化趨勢則相反，HC和CO排放量逐漸減小。

上述研究表明，采用預混乙醇燃燒模式可以有效改善發動機的NOx和Soot排放，抑制壓力升高率和降低燃燒噪聲，也能提高發動機BTE，但是也造成了HC和CO排放量較高的問題。高活性柴油燃料的噴射參數對缸內燃料活性分布和燃燒放熱過程具有較大的影響，進而影響到燃燒污染物的生成特性，因此，筆者開展柴油預噴參數對乙醇/柴油雙燃料發動機燃燒和排放的影響規律研究，探究雙燃料燃燒模式的最優預噴策略，以期提高雙燃料發動機的經濟性，同時有效控制發動機有害物排放。

1 實驗部分

1.1 試驗裝置

試驗樣機為一臺直列四缸增壓中冷高壓共軌柴油發動機，主要技術參數如表1所示。首先，對柴油機進氣系統進行改造，實現了乙醇/柴油雙燃料燃燒模式，圖1為雙燃料發動機試驗臺架系統示意圖。在雙燃料模式下，乙醇燃料通過在進氣道上安裝的一套電控乙醇噴射系統在進氣行程噴入進氣管內并與新鮮空氣均勻混合后進入氣缸，然后由缸內直噴柴油燃料將其引燃，其中乙醇燃料的噴射壓力、噴射時間、噴射脈寬和噴射次數等控制參數通過乙醇電子控制單元(ECU)控制，而柴油燃料的噴射時刻、噴射油量和噴射壓力等控制參數由INCA軟件和開放式ECU進行實時調整。

表1 發動機主要技術參數Table 1 Main specifications of diesel engine

ECU—Electronic control unit；FTIR—Fourier transform infra-red；HORIBA—A manufacturer of vehicle emission measurement system； INCA—Integrated calibration and application plat form圖1 試驗臺架系統示意圖Fig.1 Schematic diagram of the test bench system

在試驗中，乙醇/柴油雙燃料發動機的轉速和扭矩由湘儀公司生產的CAC250型電力測功機進行調節；采用Horiba公司生產的MEXA 7200D型氣體排放分析儀測量雙燃料發動機尾氣中的NOx、CO和HC等常規氣體排放量；采用AVL公司415S型濾紙式煙度計測量Soot排放量；采用AVL公司的SESAM i60 FTIR型多組分尾氣分析儀測量雙燃料燃燒模式產生的甲醛、乙醛和乙烯等對人體危害嚴重的非常規排放物量[13-14]。利用AVL公司的735S型瞬時油耗儀和博灝公司的FCM-04型穩態醇耗儀分別測量雙燃料模式下的柴油和乙醇的油耗率。通過AVL公司的GH14P型壓力傳感器采集缸內壓力信號，然后利用Kistler公司的5011B10型信號放大器將缸內壓力信號放大后輸入燃燒分析儀中進行缸內壓力和放熱率等參數計算。缸內壓力信號采樣間隔為0.5° CA，為了保證測量結果的精度，每個工況點下連續采集200個發動機循環的壓力值，然后計算燃燒放熱平均值。

1.2 試驗方法

選用國Ⅵ車用柴油及乙醇(純度為99.9%，分析純)作為試驗燃料，柴油和乙醇燃料主要性質如表2所示。試驗選取發動機轉速為1800 r/min，發動機負荷為75%和100%，即平均有效壓力(BMEP)為0.81 MPa和1.05 MPa 2個試驗工況點。在試驗過程中發動機的廢氣再循環(EGR)閥始終保持關閉狀態，即廢氣循環率為0。發動機的進氣溫度和冷卻液溫度分別控制在50 ℃和80 ℃。通過進氣道上加裝的電控噴油器噴入乙醇，噴射時刻固定在上止點前(BTDC)136° CA，噴射壓力為0.6 MPa，進入氣缸內的乙醇燃料的能量占循環燃料總能量的30%。柴油噴射參數包括預噴正時、預噴油量、預-主噴間隔等，對雙燃料發動機燃燒和排放特性的影響研究中的試驗參數設定如表3所示。

表2 柴油和乙醇燃料的主要性質Table 2 Main properties of diesel and ethanol fuels

表3 試驗工況和柴油噴射參數Table 3 Experimental conditions and diesel injection parameters

通常有效能量消耗率(BSEC，MJ/(kW·h))和有效熱效率(BTE，%)是評價雙燃料發動機燃油經濟性的重要指標，其計算公式如式(1)、式(2)所示。

(1)

(2)

式中：Be和Bd分別為乙醇和柴油的燃料消耗率，kg/h；LHVe和LHVd分別為乙醇和柴油的低熱值，MJ/kg；Pe為發動機的有效輸出功率，kW。

2 結果與討論

2.1 預噴正時對乙醇/柴油雙燃料發動機性能的影響

圖2為不同負荷下預噴正時對乙醇/柴油雙燃料發動機缸內壓力和放熱率的影響。從圖2可以發現，放熱率呈現多峰放熱趨勢，隨著預噴正時的提前，預噴燃燒相位提前且放熱率峰值隨之增加，缸內壓力峰值和最大壓力升高率不斷升高。在BMEP=0.81 MPa時，當預噴正時從13° CA BTDC提前至25° CA BTDC時，預噴燃燒相位由5° CA BTDC提前至13° CA BTDC，缸內壓力峰值由10.59 MPa增加至11.40 MPa。這是由于隨著柴油預噴時刻的提前導致預噴柴油有足夠時間在缸內霧化和蒸發擴散，使燃料和空氣更充分地混合，預混燃燒比例增大，缸內局部區域滿足柴油燃燒條件，混合氣多點著火，燃燒室中的燃料發生快速氧化反應，導致預噴階段缸內的燃燒溫度和壓力迅速升高，壓力升高率增大；同時在主噴燃燒階段的滯燃期縮短，缸內柴油/空氣預混合氣減少，預混合燃燒速率降低，降低了缸內的壓力升高率，使得上止點(TDC)附近的缸內壓力曲線更加平緩。在BMEP=0.81 MPa時，當預噴正時提前至22° CA BTDC時，放熱率曲線逐漸由雙峰分布向三峰分布變化，且在BMEP=1.05 MPa時，這種變化趨勢更加顯著，這是由于缸內的燃燒溫度隨著發動機負荷的增加而提高，主噴柴油的油束外圍霧化效果更好，導致缸內的部分預混合氣更容易被壓燃。

圖3為不同負荷下預噴正時對乙醇/柴油雙燃料發動機常規排放和非常規排放的影響。結果表明，在BMEP=0.81 MPa和BMEP=1.05 MPa時，隨著預噴正時的提前，CO、HC和Soot排放量均呈現下降的趨勢，但NOx排放量卻逐漸增加。BMEP=0.81 MPa工況下，當預噴正時從13° CA BTDC提前至25° CA BTDC時，HC排放量降低了33.06%，CO排放降低了24.58%，Soot排放量降低了40.18%，但NOx排放量增加了18.03%。這是由于預噴正時的提前，缸內工質燃燒溫度升高，促進了CO和HC氧化反應過程。此外，整個燃燒過程以擴散燃燒為主，預噴正時的提前使預混燃燒比例升高，而且有利于改善混合氣的活性，生成較多的易燃產物和活化基，從而導致HC和CO排放量減少。NOx與Soot的產生與缸內溫度和氧氣濃度分布密切相關，先導噴射的柴油進入氣缸的時間越早，缸內混合氣混合的時間越長，減少了缸內局部燃料濃度不均性，同時乙醇燃料的添加增加了混合氣中的氧含量[15]，從而導致NOx排放量逐漸增加，Soot排放量則減小，在22° CA BTDC預噴正時下，Soot排放量達到最低值。由圖3(b)可以發現，隨著預噴正時的提前，乙醇/柴油雙燃料發動機甲醛、乙醛和乙烯的排放量逐漸減少，這一趨勢在BMEP=0.81 MPa下更加顯著，當預噴正時從13° CA BTDC提前至25° CA BTDC時，甲醛、乙醛和乙烯的排放量分別降低了26.5%、36.7%和43.9%；而在BMEP=1.05 MPa下，他們分別降低10.17%、17.94%和11.60%。甲醛是烴類氧化的中間產物，而乙醛是由未燃乙醇在低溫條件下脫氫生成的，其產生路徑如式(3)、式(4)所示。

BMEP—Brake mean effective pressure；BTDC—Before top dead center；ATDC—After top dead center圖2 預噴正時對雙燃料發動機燃燒特性的影響Fig.2 Effect of pilot injection timing on combustion characteristics of dual-fuel engine BMEP/MPa：(a)0.81；(b)1.05 Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection quantity=4.0 mg/cyc；Main injection timing=5° CA BTDC

RH→R→RO2→RCHO→RCO→CO

(3)

CH3CH2OH+O2→CH2CHO+H2O

(4)

甲醛和乙醛主要存在于燃燒室壁面的淬熄層，與缸內空燃比和溫度分布密切相關，預噴正時提前引起的工質溫度升高會降低壁面淬熄效果，促進甲醛的氧化，同時也破壞了乙醛低溫低氧的生成環境，而在BMEP=1.05 MPa下初始燃燒溫度高于BMEP=0.81 MPa時，因而預噴正時對其非常規排放的影響效果相對較弱。

圖4為不同負荷下預噴正時對乙醇/柴油雙燃料發動機BTE和BSEC的影響。由圖4可知，BTE隨著預噴正時的提前呈下降趨勢，BSEC則逐漸增高，且這一趨勢在BMEP=0.81 MPa下更為顯著。當預噴正時從13° CA BTDC提前至25 ° CA BTDC時，雙燃料發動機的BTE降低了4.94%，而BSEC增加了4.79%。這是由于預噴正時的提前使得預噴燃油在壓縮過程中提前著火，且引燃了部分乙醇預混氣，使得雙燃料燃燒始點提前，活塞到達上止點前消耗的燃料增多，燃燒負功增加，最終導致雙燃料發動機BTE下降、燃油消耗率增加。而BMEP=1.05 MPa工況下，BTE和BSFC的變化相對較小，BTE僅降低了1.39%，這是由于在高負荷時較高的缸內溫度加速了燃燒進程，從而使燃燒放熱過程受預噴正時的影響較小。

2.2 預噴油量對乙醇/柴油雙燃料發動機性能的影響

圖5為不同負荷下預噴油量對乙醇/柴油雙燃料發動機缸內壓力和放熱率的影響。由圖5可知，在預噴策略下雙燃料燃燒缸內放熱率曲線始終呈現雙峰分布，預噴放熱率峰值位于10° CA BTDC附近，且預噴放熱率峰值隨著預噴油量的增大而增大，缸內壓力峰值也逐漸增加，而主噴放熱率峰值則不斷減小。這是由于預噴油量增加后，引燃缸內乙醇均質混合氣的點火能量增強，且高負荷下的缸內溫度和壓力也較高，導致更多的預混合氣被點燃。預噴燃燒階段的缸內壓力峰值隨著預噴油量的增加而增加，當預噴油量從2.5 mg/cyc增加到4.5 mg/cyc時，在BMEP=0.81 MPa和1.05 MPa下的缸內壓力峰值分別增加了6.02%和3.13%。一方面，預噴柴油的增加積累了大量的活化基和氧化反應物質，削弱了乙醇對柴油著火的抑制作用，增加多點同時點火的可能性，并加快了燃燒速率；另一方面，乙醇混合氣在壓縮行程中溫度升高加快，改善了主噴柴油霧化和蒸發，使燃燒放熱更加集中。

BMEP—Brake mean effective pressure；BTDC—Before top dead center圖3 預噴正時對雙燃料發動機排放特性的影響Fig.3 Effect of pilot injection timing on emission characteristics of dual-fuel engine(a)Regular emissions；(b)Unregulated emissions Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection quantity=4.0 mg/cyc；Main injection timing=5° CA BTDC

BMEP—Brake mean effective pressure；BTDC—Before top dead center；BSEC—Brake specific energy consumption；BTE—Brake thermal effeciency圖4 預噴正時對雙燃料發動機燃油經濟性的影響Fig.4 Effect of pilot injection timing on fuel economy of dual-fuel engine(a)BTE；(b)BSEC Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection quantity=4.0 mg/cyc；Main injection timing=5° CA BTDC

圖5 預噴油量對雙燃料發動機燃燒特性的影響Fig.5 Effect of pilot injection quantity on combustion characteristics of dual-fuel engine BMEP/MPa：(a)0.81；(b)1.05 Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection timing=19° CA BTDC；Main injection timing=5° CA BTDC

不同負荷下預噴油量對雙燃料發動機排放特性的影響如圖6所示。由圖6可見，在BMEP=0.81 MPa下，隨著預噴油量從2.5 mg/cyc增加至4.5 mg/cyc，CO排放量降低了10.78%，HC排放量降低了4.2%，而NOx排放量增加了21.85%。這是因為隨著預噴油量的增加導致預噴燃燒放熱量增加，燃燒溫度逐漸增加，減小了壁面對火焰產生的冷激效應，而且分布在乙醇混合氣中的柴油量增加，導致乙醇混合氣的反應活性和著火面積增加，燃燒速率加快，高溫持續時間有所延長，兩者均有利于CO和HC的氧化反應，但NOx的生成會顯著增加。隨著預噴油量的增加，Soot排放量呈先下降后上升的趨勢，在預噴油量為3.0 mg/cyc時達到最低值0.07 FSN。這是由于預噴油量小于3.0 mg/cyc時缸內預混合氣數量隨著預噴油量的增加而增大，預混燃燒比例增加，Soot排放量下降；但隨著預噴油量的進一步增加，預混合氣中也會產生局部過濃區或柴油附壁現象，從而導致Soot生成量增加。在BMEP=0.81 MPa下，隨著預噴油量的增加，甲醛和乙醛排放量逐漸降低，預噴油量從2.5 mg/cyc增加到4.5 mg/cyc，甲醛和乙醛排放量分別降低了8.59%和8.13%。當發動機負荷從BMEP=0.81 MPa增加至BMEP=1.05 MPa時，CO和HC排放量以及各種非常規排放量均降低，然而，其排放量基本不受預噴油量的影響。這是因為在較高負荷和預噴策略下乙醇和柴油燃料的預混燃燒使缸內整體溫度比較高，改善了主噴柴油的霧化和蒸發質量，燃燒室內的燃料燃燒更加充分，造成CO和HC排放量降低，同時淬熄層也較小，因此，甲醛和乙醛的排放量也相對較小。

圖6 預噴油量對雙燃料發動機排放特性的影響Fig.6 Effect of pilot injection quantity on emission characteristics of dual-fuel engine(a)Regular emissions；(b)Unregulated emissions Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection timing=19° CA BTDC；Main injection timing=5° CA BTDC

圖7為不同負荷下預噴油量對雙燃料發動機BTE和BSEC的影響。從圖7可以看出，隨著預噴油量的增大，BTE先增加后降低，而BSEC則呈現相反的趨勢。在BMEP=0.81 MPa和1.05 MPa工況下，預噴油量為3.0 mg/cyc時，BTE達到最大值38.90%和39.30%，BSEC達到最低值9.25 MJ/(kW·h)和9.15 MJ/(kW·h)。相較于預噴時刻變化，預噴油量對BTE和BSEC的影響并不明顯。這主要是因為預噴油量增加導致燃燒重心逐漸提前，定容燃燒比例提高[16]，從而使BTE逐漸增加。然而，隨著預噴油量的進一步提高，預噴柴油放熱量也增加，導致壓縮負功增加，而主噴柴油量不斷減少，發動機在做功沖程釋放的熱量減少，發動機有效輸出功率開始降低，不利于BTE的增加。

圖7 預噴油量對雙燃料發動機燃油經濟性的影響Fig.7 Effect of pilot injection quantity on fuel economy of dual-fuel engine(a)BTE；(b)BSEC Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection timing=19° CA BTDC；Main injection timing=5° CA BTDC

2.3 預噴策略下主噴正時對乙醇/柴油雙燃料發動機性能的影響

在預噴策略下不同負荷的主噴正時對乙醇/柴油雙燃料發動機缸內壓力和放熱率曲線的影響如圖8所示。由圖8可以看出，在BMEP=0.81 MPa下放熱率曲線呈現雙峰放熱趨勢，且隨著主噴正時的提前，主噴燃燒相位逐漸提前，當主噴正時為11° CA BTDC時放熱率峰值相位處于上止點附近。同時，缸內最大爆發壓力也隨著主噴正時的提前而大幅度增加，當主噴正時從1° CA BTDC提前至11° CA BTDC時，在BMEP=0.81 MPa下最大缸內壓力增加了31.91%，在BMEP=1.05 MPa下增加了26.98%。在高負荷下，當主噴正時在1～5° CA BTDC時，放熱率曲線呈現三峰放熱趨勢；而隨著主噴正時進一步提前至7～11° CA BTDC范圍內，放熱率曲線轉變為雙峰放熱趨勢。這是因為在高負荷工況下的缸內溫度高，主噴的柴油霧化混合效果好，在油束外圍區域燃燒出現放熱小波峰，但是由于主噴正時提前會延長滯燃期，使得主噴油柴油與缸內充量的混合過程更加均勻，從而使放熱更加集中[17]。

圖9為在預噴策略下不同負荷的主噴正時對雙燃料發動機排放特性的影響。由圖9(a)可知：CO、HC和Soot排放量隨著主噴正時的提前逐漸降低，而NOx排放量增加；隨著負荷的增加，CO和HC排放量降低，并且在高負荷下CO和HC排放量隨主噴正時變化的趨勢相對平緩。這是由于柴油主噴正時的提前，主噴燃料著火滯燃期會延長，使得柴油在燃燒開始前能夠更加充分混合，改善了燃燒過程；此外，較高的缸內溫度和壓力會促進CO、HC和Soot的進一步氧化反應，但較高的燃燒溫度會導致NOx排放量增加。在BMEP=1.05 MPa下，當主噴正時為11° CA BTDC時，相較于原機工況，CO排放量降低了7.3%，Soot排放量降低了52.63%，而NOx排放量增加了40.8%。從圖9(b)中可以看出，在BMEP=0.81 MPa下，雙燃料燃燒的甲醛、乙醛和乙烯的排放量隨著柴油主噴正時的提前而降低，柴油主噴正時從1° CA BTDC提前至11° CA BTDC，甲醛、乙醛和乙烯排放量分別降低了46.63%、35.29%和39.75%。這是因為主噴正時提前導致甲醛的前驅物質HC排放量減少，而且缸內溫度升高會促進甲醛的進一步氧化，也改善了乙醇燃燒過程，所以造成了醛類排放量的降低。在BMEP=1.05 MPa下，主噴正時從1° CA BTDC向5° CA BTDC變化時，甲醛、乙醛和乙烯排放量略有升高，但隨著主噴正時進一步提前，三者基本不變并保持較低水平。在BMEP=0.81 MPa和1.05 MPa工況下，當主噴正時為11° CA BTDC時，與原機工況相比，甲醛排放量分別降低了28.91%和4.17%，乙醛排放量降低了7.62%和6.61%，乙烯排放量分別降低了18.79%和10.34%。

圖8 主噴正時對雙燃料發動機燃燒特性的影響Fig.8 Effect of main injection timing on combustion characteristics of dual-fuel engine BMEP/MPa：(a)0.81；(b)1.05 Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection quantity=3.0 mg/cyc；Pilot injection timing=19° CA BTDC

圖9 主噴正時對雙燃料發動機排放特性的影響Fig.9 Effect of main injection timing on emission characteristics of dual-fuel engine(a)Regular emissions；(b)Unregulated emissions Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection quantity=3.0 mg/cyc；Pilot injection timing=19° CA BTDC

在預噴策略下不同負荷的主噴正時對雙燃料發動機BTE和BSEC的影響如圖10所示。由圖10可以看出，隨著主噴正時的提前，雙燃料燃燒的BTE不斷增加，而BSEC呈現相反的趨勢。當主噴正時為11° CA BTDC時，雙燃料發動機在BMEP=0.81 MPa和1.05 MPa工況下的燃油經濟性能最好，BSEC分別為9.54和9.25 MJ/(kW·h)，BTE的最大值分別為39.50%和40.31%；與原機相比，2種工況下的BTE分別增加了2.27%和2.62%。這是由于在主噴正時較晚的情況下，會使雙燃料燃燒重心滯后，引起嚴重的后燃現象，使得發動機做功效率下降；而隨著引燃柴油主噴時刻的提前，燃燒相位逐漸靠近上止點，發動機的傳熱損失會減少，燃燒等容度也改善，因此，燃油經濟性會提高。

圖10 主噴正時對雙燃料發動機燃油經濟性的影響Fig.10 Effect of main injection timing on fuel economy of dual-fuel engine(a)BTE；(b)BSEC Conditions：n=1800 r/min；Pilot injection quantity=3.0 mg/cyc；Pilot injection timing=19° CA BTDC

3 結 論

(1)隨著柴油預噴時刻的提前，預噴柴油與乙醇預混氣的混合更加充分，缸內峰值壓力升高，預噴燃燒階段最大壓力升高率增加，而上止點附近的缸內壓力曲線更加平緩；Soot、HC、CO、甲醛、乙醛和乙烯排放量降低，但NOx排放量會增加。過早的預噴正時導致放熱率曲線由雙峰分布向三峰分布轉變，在高負荷下趨勢更加明顯。

(2)隨著柴油預噴油量的增加，雙燃料模式的預噴燃燒放熱率峰值增大，主噴燃燒放熱率峰值逐漸降低，缸內壓力峰值逐漸增加，CO和HC排放量降低，但NOx排放量增加。在BMEP=0.81 MPa下，預噴油量由2.5 mg/cyc增加到4.5 mg/cyc時，CO和HC排放量分別降低了10.78%和4.2%，NOx排放量增加了21.85%；雙燃料燃燒的BTE先升高后降低，Soot排放量先降低后增加，在預噴油量為3.0 mg/cyc時達到最低值；甲醛和乙醛排放量隨著預噴油量和負荷的增加而逐漸降低，而乙烯排放隨預噴油量的變化并不明顯。

(3)在預噴策略下，主噴正時從1° CA BTDC提前至11° CA BTDC時，在BMEP分別為0.81和1.05 MPa工況下缸內壓力峰值分別增加31.91%和26.98%，同時BTE也大幅度增加；在主噴正時為11° CA BTDC時，BMEP分別為0.81和1.05 MPa下BTE最大值分別為39.50%和40.31%。隨著主噴正時的提前，CO、HC和Soot排放量降低，NOx排放量增加，而非常規甲醛、乙醛和乙烯排放量降低；在高負荷時上述物質均處于較低的排放水平。