预喷参数对乙醇/柴油双燃料发动机燃烧和排放特性的影响

陈庆涛，刘军恒，孙 平，嵇 乾，瞿 磊

(1.江苏大学 汽车与交通工程学院，江苏 镇江 212013；2.南通职业大学 汽车与交通工程学院，江苏 南通 226007)

目前，石油资源短缺和温室效应已引起越来越广泛的关注，而传统内燃机的燃料主要为化石燃料，在消耗石油燃料的同时造成了较多的温室气体排放[1-2]。为了减少石油资源的消耗以及实现国家“双碳”战略政策，国内外学者提出许多技术手段，其中，探索新型可再生含氧燃料以及采用低温燃烧方式已经成为降低柴油机燃料消耗和控制污染物排放的主要技术途径[3-5]。

乙醇燃料是一种碳中性燃料，能够降低柴油机缸内燃烧产生的碳排放，同时也是一种广泛存在的可再生新型高含氧燃料(氧质量分数为34.8%)[6]。在发动机燃料能量输入相同的条件下，与柴油相比，使用乙醇燃料对控制温室气体排放和降低不可再生的化石燃料使用具有较大的潜力，有利于满足当前和未来的内燃机“双碳”目标。因此，乙醇燃料在内燃机上应用吸引了国内外学者的高度重视。

乙醇理化性质和柴油相比差别较大，且乙醇具有较高的极性，导致两者互溶性较差且混合溶液难以保持稳定存在[7-8]，所以乙醇在发动机中应用的研究多采用双燃料模式。Chen等[9]对柴油/甲醇、柴油/乙醇和柴油/正丁醇双燃料发动机的燃烧和排放性能进行了对比试验研究，研究发现，发动机燃用醇类燃料可以增强柴油的预混燃烧，加快扩散燃烧速率，导致放热率峰值和缸内压力峰值增加，同时替代率的增加会降低发动机的NOx和碳烟(Soot)排放量，而且在提升发动机有效热效率(BTE)方面，乙醇较甲醇和正丁醇燃料更为有效。Wei等[10]对高负荷下乙醇/柴油反应活性控制压燃(RCCI)发动机的排放进行了数值模拟研究，研究发现，乙醇替代率增大会导致预混燃烧比例提高，燃烧持续期缩短，发动机燃烧压力增大，而且在保障发动机动力性的同时能够有效降低NOx和Soot排放量，但是乙醇的高汽化潜热也会显著降低发动机着火时缸内温度和燃烧温度，缸内燃料燃烧效率的恶化，导致CO和HC排放量增加。董世军等[11]采用一台单缸柴油机研究了燃料分层对乙醇/柴油双燃料发动机循环波动的影响，研究发现，采用乙醇燃料可以使低反应活性的醇与新鲜空气充分混合，形成均质的混合气，在降低混合气活性的同时形成缸内混合气的活性分层。韩伟强等[12]试验研究了不同喷油正时对乙醇/柴油RCCI低负荷燃烧与排放特性的影响，研究发现，适当提前喷油正时使缸内最大爆发压力和平均温度峰值逐渐增大，NOx排放量随着喷油正时的提前先增大后减小，而Soot排放量变化趋势则相反，HC和CO排放量逐渐减小。

上述研究表明，采用预混乙醇燃烧模式可以有效改善发动机的NOx和Soot排放，抑制压力升高率和降低燃烧噪声，也能提高发动机BTE，但是也造成了HC和CO排放量较高的问题。高活性柴油燃料的喷射参数对缸内燃料活性分布和燃烧放热过程具有较大的影响，进而影响到燃烧污染物的生成特性，因此，笔者开展柴油预喷参数对乙醇/柴油双燃料发动机燃烧和排放的影响规律研究，探究双燃料燃烧模式的最优预喷策略，以期提高双燃料发动机的经济性，同时有效控制发动机有害物排放。

1 实验部分

1.1 试验装置

试验样机为一台直列四缸增压中冷高压共轨柴油发动机，主要技术参数如表1所示。首先，对柴油机进气系统进行改造，实现了乙醇/柴油双燃料燃烧模式，图1为双燃料发动机试验台架系统示意图。在双燃料模式下，乙醇燃料通过在进气道上安装的一套电控乙醇喷射系统在进气行程喷入进气管内并与新鲜空气均匀混合后进入气缸，然后由缸内直喷柴油燃料将其引燃，其中乙醇燃料的喷射压力、喷射时间、喷射脉宽和喷射次数等控制参数通过乙醇电子控制单元(ECU)控制，而柴油燃料的喷射时刻、喷射油量和喷射压力等控制参数由INCA软件和开放式ECU进行实时调整。

表1 发动机主要技术参数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图1 试验台架系统示意图Fig.1 Schematic diagram of the test bench system

在试验中，乙醇/柴油双燃料发动机的转速和扭矩由湘仪公司生产的CAC250型电力测功机进行调节；采用Horiba公司生产的MEXA 7200D型气体排放分析仪测量双燃料发动机尾气中的NOx、CO和HC等常规气体排放量；采用AVL公司415S型滤纸式烟度计测量Soot排放量；采用AVL公司的SESAM i60 FTIR型多组分尾气分析仪测量双燃料燃烧模式产生的甲醛、乙醛和乙烯等对人体危害严重的非常规排放物量[13-14]。利用AVL公司的735S型瞬时油耗仪和博灏公司的FCM-04型稳态醇耗仪分别测量双燃料模式下的柴油和乙醇的油耗率。通过AVL公司的GH14P型压力传感器采集缸内压力信号，然后利用Kistler公司的5011B10型信号放大器将缸内压力信号放大后输入燃烧分析仪中进行缸内压力和放热率等参数计算。缸内压力信号采样间隔为0.5° CA，为了保证测量结果的精度，每个工况点下连续采集200个发动机循环的压力值，然后计算燃烧放热平均值。

1.2 试验方法

选用国Ⅵ车用柴油及乙醇(纯度为99.9%，分析纯)作为试验燃料，柴油和乙醇燃料主要性质如表2所示。试验选取发动机转速为1800 r/min，发动机负荷为75%和100%，即平均有效压力(BMEP)为0.81 MPa和1.05 MPa 2个试验工况点。在试验过程中发动机的废气再循环(EGR)阀始终保持关闭状态，即废气循环率为0。发动机的进气温度和冷却液温度分别控制在50 ℃和80 ℃。通过进气道上加装的电控喷油器喷入乙醇，喷射时刻固定在上止点前(BTDC)136° CA，喷射压力为0.6 MPa，进入气缸内的乙醇燃料的能量占循环燃料总能量的30%。柴油喷射参数包括预喷正时、预喷油量、预-主喷间隔等，对双燃料发动机燃烧和排放特性的影响研究中的试验参数设定如表3所示。

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

表3 试验工况和柴油喷射参数Table 3 Experimental conditions and diesel injection parameters

通常有效能量消耗率(BSEC，MJ/(kW·h))和有效热效率(BTE，%)是评价双燃料发动机燃油经济性的重要指标，其计算公式如式(1)、式(2)所示。

(1)

(2)

式中：Be和Bd分别为乙醇和柴油的燃料消耗率，kg/h；LHVe和LHVd分别为乙醇和柴油的低热值，MJ/kg；Pe为发动机的有效输出功率，kW。

2 结果与讨论

2.1 预喷正时对乙醇/柴油双燃料发动机性能的影响

图2为不同负荷下预喷正时对乙醇/柴油双燃料发动机缸内压力和放热率的影响。从图2可以发现，放热率呈现多峰放热趋势，随着预喷正时的提前，预喷燃烧相位提前且放热率峰值随之增加，缸内压力峰值和最大压力升高率不断升高。在BMEP=0.81 MPa时，当预喷正时从13° CA BTDC提前至25° CA BTDC时，预喷燃烧相位由5° CA BTDC提前至13° CA BTDC，缸内压力峰值由10.59 MPa增加至11.40 MPa。这是由于随着柴油预喷时刻的提前导致预喷柴油有足够时间在缸内雾化和蒸发扩散，使燃料和空气更充分地混合，预混燃烧比例增大，缸内局部区域满足柴油燃烧条件，混合气多点着火，燃烧室中的燃料发生快速氧化反应，导致预喷阶段缸内的燃烧温度和压力迅速升高，压力升高率增大；同时在主喷燃烧阶段的滞燃期缩短，缸内柴油/空气预混合气减少，预混合燃烧速率降低，降低了缸内的压力升高率，使得上止点(TDC)附近的缸内压力曲线更加平缓。在BMEP=0.81 MPa时，当预喷正时提前至22° CA BTDC时，放热率曲线逐渐由双峰分布向三峰分布变化，且在BMEP=1.05 MPa时，这种变化趋势更加显著，这是由于缸内的燃烧温度随着发动机负荷的增加而提高，主喷柴油的油束外围雾化效果更好，导致缸内的部分预混合气更容易被压燃。

图3为不同负荷下预喷正时对乙醇/柴油双燃料发动机常规排放和非常规排放的影响。结果表明，在BMEP=0.81 MPa和BMEP=1.05 MPa时，随着预喷正时的提前，CO、HC和Soot排放量均呈现下降的趋势，但NOx排放量却逐渐增加。BMEP=0.81 MPa工况下，当预喷正时从13° CA BTDC提前至25° CA BTDC时，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%。这是由于预喷正时的提前，缸内工质燃烧温度升高，促进了CO和HC氧化反应过程。此外，整个燃烧过程以扩散燃烧为主，预喷正时的提前使预混燃烧比例升高，而且有利于改善混合气的活性，生成较多的易燃产物和活化基，从而导致HC和CO排放量减少。NOx与Soot的产生与缸内温度和氧气浓度分布密切相关，先导喷射的柴油进入气缸的时间越早，缸内混合气混合的时间越长，减少了缸内局部燃料浓度不均性，同时乙醇燃料的添加增加了混合气中的氧含量[15]，从而导致NOx排放量逐渐增加，Soot排放量则减小，在22° CA BTDC预喷正时下，Soot排放量达到最低值。由图3(b)可以发现，随着预喷正时的提前，乙醇/柴油双燃料发动机甲醛、乙醛和乙烯的排放量逐渐减少，这一趋势在BMEP=0.81 MPa下更加显著，当预喷正时从13° CA BTDC提前至25° CA BTDC时，甲醛、乙醛和乙烯的排放量分别降低了26.5%、36.7%和43.9%；而在BMEP=1.05 MPa下，他们分别降低10.17%、17.94%和11.60%。甲醛是烃类氧化的中间产物，而乙醛是由未燃乙醇在低温条件下脱氢生成的，其产生路径如式(3)、式(4)所示。

BMEP—Brake mean effective pressure；BTDC—Before top dead center；ATDC—After top dead center图2 预喷正时对双燃料发动机燃烧特性的影响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烧室壁面的淬熄层，与缸内空燃比和温度分布密切相关，预喷正时提前引起的工质温度升高会降低壁面淬熄效果，促进甲醛的氧化，同时也破坏了乙醛低温低氧的生成环境，而在BMEP=1.05 MPa下初始燃烧温度高于BMEP=0.81 MPa时，因而预喷正时对其非常规排放的影响效果相对较弱。

图4为不同负荷下预喷正时对乙醇/柴油双燃料发动机BTE和BSEC的影响。由图4可知，BTE随着预喷正时的提前呈下降趋势，BSEC则逐渐增高，且这一趋势在BMEP=0.81 MPa下更为显著。当预喷正时从13° CA BTDC提前至25 ° CA BTDC时，双燃料发动机的BTE降低了4.94%，而BSEC增加了4.79%。这是由于预喷正时的提前使得预喷燃油在压缩过程中提前着火，且引燃了部分乙醇预混气，使得双燃料燃烧始点提前，活塞到达上止点前消耗的燃料增多，燃烧负功增加，最终导致双燃料发动机BTE下降、燃油消耗率增加。而BMEP=1.05 MPa工况下，BTE和BSFC的变化相对较小，BTE仅降低了1.39%，这是由于在高负荷时较高的缸内温度加速了燃烧进程，从而使燃烧放热过程受预喷正时的影响较小。

2.2 预喷油量对乙醇/柴油双燃料发动机性能的影响

图5为不同负荷下预喷油量对乙醇/柴油双燃料发动机缸内压力和放热率的影响。由图5可知，在预喷策略下双燃料燃烧缸内放热率曲线始终呈现双峰分布，预喷放热率峰值位于10° CA BTDC附近，且预喷放热率峰值随着预喷油量的增大而增大，缸内压力峰值也逐渐增加，而主喷放热率峰值则不断减小。这是由于预喷油量增加后，引燃缸内乙醇均质混合气的点火能量增强，且高负荷下的缸内温度和压力也较高，导致更多的预混合气被点燃。预喷燃烧阶段的缸内压力峰值随着预喷油量的增加而增加，当预喷油量从2.5 mg/cyc增加到4.5 mg/cyc时，在BMEP=0.81 MPa和1.05 MPa下的缸内压力峰值分别增加了6.02%和3.13%。一方面，预喷柴油的增加积累了大量的活化基和氧化反应物质，削弱了乙醇对柴油着火的抑制作用，增加多点同时点火的可能性，并加快了燃烧速率；另一方面，乙醇混合气在压缩行程中温度升高加快，改善了主喷柴油雾化和蒸发，使燃烧放热更加集中。

BMEP—Brake mean effective pressure；BTDC—Before top dead center图3 预喷正时对双燃料发动机排放特性的影响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图4 预喷正时对双燃料发动机燃油经济性的影响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

图5 预喷油量对双燃料发动机燃烧特性的影响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

不同负荷下预喷油量对双燃料发动机排放特性的影响如图6所示。由图6可见，在BMEP=0.81 MPa下，随着预喷油量从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%。这是因为随着预喷油量的增加导致预喷燃烧放热量增加，燃烧温度逐渐增加，减小了壁面对火焰产生的冷激效应，而且分布在乙醇混合气中的柴油量增加，导致乙醇混合气的反应活性和着火面积增加，燃烧速率加快，高温持续时间有所延长，两者均有利于CO和HC的氧化反应，但NOx的生成会显著增加。随着预喷油量的增加，Soot排放量呈先下降后上升的趋势，在预喷油量为3.0 mg/cyc时达到最低值0.07 FSN。这是由于预喷油量小于3.0 mg/cyc时缸内预混合气数量随着预喷油量的增加而增大，预混燃烧比例增加，Soot排放量下降；但随着预喷油量的进一步增加，预混合气中也会产生局部过浓区或柴油附壁现象，从而导致Soot生成量增加。在BMEP=0.81 MPa下，随着预喷油量的增加，甲醛和乙醛排放量逐渐降低，预喷油量从2.5 mg/cyc增加到4.5 mg/cyc，甲醛和乙醛排放量分别降低了8.59%和8.13%。当发动机负荷从BMEP=0.81 MPa增加至BMEP=1.05 MPa时，CO和HC排放量以及各种非常规排放量均降低，然而，其排放量基本不受预喷油量的影响。这是因为在较高负荷和预喷策略下乙醇和柴油燃料的预混燃烧使缸内整体温度比较高，改善了主喷柴油的雾化和蒸发质量，燃烧室内的燃料燃烧更加充分，造成CO和HC排放量降低，同时淬熄层也较小，因此，甲醛和乙醛的排放量也相对较小。

图6 预喷油量对双燃料发动机排放特性的影响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

图7为不同负荷下预喷油量对双燃料发动机BTE和BSEC的影响。从图7可以看出，随着预喷油量的增大，BTE先增加后降低，而BSEC则呈现相反的趋势。在BMEP=0.81 MPa和1.05 MPa工况下，预喷油量为3.0 mg/cyc时，BTE达到最大值38.90%和39.30%，BSEC达到最低值9.25 MJ/(kW·h)和9.15 MJ/(kW·h)。相较于预喷时刻变化，预喷油量对BTE和BSEC的影响并不明显。这主要是因为预喷油量增加导致燃烧重心逐渐提前，定容燃烧比例提高[16]，从而使BTE逐渐增加。然而，随着预喷油量的进一步提高，预喷柴油放热量也增加，导致压缩负功增加，而主喷柴油量不断减少，发动机在做功冲程释放的热量减少，发动机有效输出功率开始降低，不利于BTE的增加。

图7 预喷油量对双燃料发动机燃油经济性的影响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 预喷策略下主喷正时对乙醇/柴油双燃料发动机性能的影响

在预喷策略下不同负荷的主喷正时对乙醇/柴油双燃料发动机缸内压力和放热率曲线的影响如图8所示。由图8可以看出，在BMEP=0.81 MPa下放热率曲线呈现双峰放热趋势，且随着主喷正时的提前，主喷燃烧相位逐渐提前，当主喷正时为11° CA BTDC时放热率峰值相位处于上止点附近。同时，缸内最大爆发压力也随着主喷正时的提前而大幅度增加，当主喷正时从1° CA BTDC提前至11° CA BTDC时，在BMEP=0.81 MPa下最大缸内压力增加了31.91%，在BMEP=1.05 MPa下增加了26.98%。在高负荷下，当主喷正时在1～5° CA BTDC时，放热率曲线呈现三峰放热趋势；而随着主喷正时进一步提前至7～11° CA BTDC范围内，放热率曲线转变为双峰放热趋势。这是因为在高负荷工况下的缸内温度高，主喷的柴油雾化混合效果好，在油束外围区域燃烧出现放热小波峰，但是由于主喷正时提前会延长滞燃期，使得主喷油柴油与缸内充量的混合过程更加均匀，从而使放热更加集中[17]。

图9为在预喷策略下不同负荷的主喷正时对双燃料发动机排放特性的影响。由图9(a)可知：CO、HC和Soot排放量随着主喷正时的提前逐渐降低，而NOx排放量增加；随着负荷的增加，CO和HC排放量降低，并且在高负荷下CO和HC排放量随主喷正时变化的趋势相对平缓。这是由于柴油主喷正时的提前，主喷燃料着火滞燃期会延长，使得柴油在燃烧开始前能够更加充分混合，改善了燃烧过程；此外，较高的缸内温度和压力会促进CO、HC和Soot的进一步氧化反应，但较高的燃烧温度会导致NOx排放量增加。在BMEP=1.05 MPa下，当主喷正时为11° CA BTDC时，相较于原机工况，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%。从图9(b)中可以看出，在BMEP=0.81 MPa下，双燃料燃烧的甲醛、乙醛和乙烯的排放量随着柴油主喷正时的提前而降低，柴油主喷正时从1° CA BTDC提前至11° CA BTDC，甲醛、乙醛和乙烯排放量分别降低了46.63%、35.29%和39.75%。这是因为主喷正时提前导致甲醛的前驱物质HC排放量减少，而且缸内温度升高会促进甲醛的进一步氧化，也改善了乙醇燃烧过程，所以造成了醛类排放量的降低。在BMEP=1.05 MPa下，主喷正时从1° CA BTDC向5° CA BTDC变化时，甲醛、乙醛和乙烯排放量略有升高，但随着主喷正时进一步提前，三者基本不变并保持较低水平。在BMEP=0.81 MPa和1.05 MPa工况下，当主喷正时为11° CA BTDC时，与原机工况相比，甲醛排放量分别降低了28.91%和4.17%，乙醛排放量降低了7.62%和6.61%，乙烯排放量分别降低了18.79%和10.34%。

图8 主喷正时对双燃料发动机燃烧特性的影响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

图9 主喷正时对双燃料发动机排放特性的影响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

在预喷策略下不同负荷的主喷正时对双燃料发动机BTE和BSEC的影响如图10所示。由图10可以看出，随着主喷正时的提前，双燃料燃烧的BTE不断增加，而BSEC呈现相反的趋势。当主喷正时为11° CA BTDC时，双燃料发动机在BMEP=0.81 MPa和1.05 MPa工况下的燃油经济性能最好，BSEC分别为9.54和9.25 MJ/(kW·h)，BTE的最大值分别为39.50%和40.31%；与原机相比，2种工况下的BTE分别增加了2.27%和2.62%。这是由于在主喷正时较晚的情况下，会使双燃料燃烧重心滞后，引起严重的后燃现象，使得发动机做功效率下降；而随着引燃柴油主喷时刻的提前，燃烧相位逐渐靠近上止点，发动机的传热损失会减少，燃烧等容度也改善，因此，燃油经济性会提高。

图10 主喷正时对双燃料发动机燃油经济性的影响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 结 论

(1)随着柴油预喷时刻的提前，预喷柴油与乙醇预混气的混合更加充分，缸内峰值压力升高，预喷燃烧阶段最大压力升高率增加，而上止点附近的缸内压力曲线更加平缓；Soot、HC、CO、甲醛、乙醛和乙烯排放量降低，但NOx排放量会增加。过早的预喷正时导致放热率曲线由双峰分布向三峰分布转变，在高负荷下趋势更加明显。

(2)随着柴油预喷油量的增加，双燃料模式的预喷燃烧放热率峰值增大，主喷燃烧放热率峰值逐渐降低，缸内压力峰值逐渐增加，CO和HC排放量降低，但NOx排放量增加。在BMEP=0.81 MPa下，预喷油量由2.5 mg/cyc增加到4.5 mg/cyc时，CO和HC排放量分别降低了10.78%和4.2%，NOx排放量增加了21.85%；双燃料燃烧的BTE先升高后降低，Soot排放量先降低后增加，在预喷油量为3.0 mg/cyc时达到最低值；甲醛和乙醛排放量随着预喷油量和负荷的增加而逐渐降低，而乙烯排放随预喷油量的变化并不明显。

(3)在预喷策略下，主喷正时从1° CA BTDC提前至11° CA BTDC时，在BMEP分别为0.81和1.05 MPa工况下缸内压力峰值分别增加31.91%和26.98%，同时BTE也大幅度增加；在主喷正时为11° CA BTDC时，BMEP分别为0.81和1.05 MPa下BTE最大值分别为39.50%和40.31%。随着主喷正时的提前，CO、HC和Soot排放量降低，NOx排放量增加，而非常规甲醛、乙醛和乙烯排放量降低；在高负荷时上述物质均处于较低的排放水平。