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为解决丁醇双燃料发动机失火边界判定精度不足的问题，研究人员开展了正丁醇预混压燃（PCCI）失火边界定量评估方法研究。通过构建缸外性能（PCPP）与缸内燃烧状态参数（ICCSP）的非线性关联，结合曲线突变点检测，该方法使边界真值评估不确定性降低超 3 倍，为醇类燃料燃烧控制提供了新工具。
在能源转型与环保需求日益迫切的当下，醇类燃料作为石油替代物的研究备受关注。正丁醇因低腐蚀性、高辛烷值等特性在双燃料发动机中应用广泛，但其预混压燃（PCCI）过程中失火边界的精准判定一直是技术难点。传统单参数评估方法（如扭矩、压力角比等）存在边界值差异大的问题，无法满足丁醇燃烧特性分析需求，因此亟需一种更精准的多参数协同评估方法。
为攻克这一难题，国内研究团队开展了正丁醇预混压燃失火边界定量评估方法研究。该研究成果发表在《Fuel Processing Technology》，通过创新整合缸内燃烧状态参数（ICCSP）与缸外性能参数（PCPP），建立了失火边界的高精度判定体系，为醇类燃料在发动机中的高效利用提供了关键技术支撑。
研究主要采用以下技术方法：首先通过边界判别法对 PCPP（如平均指示热效率、扭矩）和 ICCSP（如缸压峰值、总放热量）进行分类筛选，利用参数优化原则选取边界差异最小的参数组合（平均指示热效率-ηi与平均缸压峰值-Pmax）；其次通过曲线突变点检测算法，基于斜率差（Dηx+1′、DPmax(x+1)′）确定失火边界临界点；最后通过边界精度约束（C3=1 mg/cyc）对双参数结果进行均值处理，获得最终失火边界。实验在六缸柴油机单缸改装平台上进行，通过改变进气温度（105-135℃）和丁醇喷射量（20-41 mg/cyc），验证了方法的有效性。
3.1 不同进气温度与混合浓度下的边界判定结果
在进气温度 125℃时，完全失火边界为丁醇喷射量 21 mg/cyc（当量比 0.184），正常燃烧边界为 26.5 mg/cyc（0.232）。缸压与热释放率（HRR）曲线显示，21 mg/cyc 时缸压接近纯压缩状态，HRR 近零，符合完全失火特征；26.5 mg/cyc 时燃烧稳定，HRR 显著提升。当进气温度升至 135℃，正常燃烧边界前移至 24.5 mg/cyc（0.214），失火过渡区缩小，表明高温促进稀混合气点火，拓宽了稳定燃烧范围。
3.2 方法对比与精度验证
与传统单参数方法（如 COVIMEP、功率、θPmax）相比，该多参数方法将边界参数偏差百分比从 1.8%-2.6% 降至 1%，通过均值处理后进一步降至 0.5%，不确定性降低超 3.6 倍。结果表明，多参数协同判定显著提升了边界真值评估精度，为复杂燃烧场景下的边界划分提供了可靠依据。
研究首次提出基于双参数非线性映射的失火边界评估框架，通过实验验证了其在不同工况下的适用性。结果表明，该方法可精准识别完全失火、失火过渡与正常燃烧边界，且边界真值评估精度较传统单参数法提升 3 倍以上。其创新点在于融合缸内 - 缸外多维度参数，通过突变点检测与精度约束实现边界的动态校准，为醇类燃料发动机的燃烧优化、排放控制及工况拓展提供了重要技术路径，有望推动双燃料发动机的工程应用与能效提升。
