甲醇作为一种新型的替代燃料,比汽油和柴油的微粒排放减小了很多,但是NO_X的排放依然较高,为了满足日益严格的排放法规,需要寻找有效的手段来提高缸内清洁燃烧,降低NO_X的排放。目前针对点燃式发动机降低NO_X排放的机内净化技术主要有EGR稀释和空气稀薄燃烧,采用EGR和空气稀释主要改变缸内工质的热容和氧浓度而起作用,但是EGR和空气的成分比较复杂,所以采用比热容差异较大的纯净的Ar、N₂和CO₂进行稀释燃烧试验,在稀释因子相同时,缸内氧气质量浓度相同,对比分析比热容在高温条件下差距较大的三种气体对甲醇发动机性能的影响（Ar的比热容最小,N₂次之,CO₂的比热容最大）。本研究在一台改自于柴油机的高压缩比甲醇发动机上进行对比试验,保持原机最佳点火角、转速、甲醇消耗量不变,选用1400r/min条件下,选择25%负荷和50%负荷两种工况,分别采用热EGR、冷EGR和空气以及纯质气体（Ar、N₂和CO₂）对发动机进行稀释,直到发动机的稀释极限。采用冷、热EGR以及纯质气体（Ar、N₂和CO₂）稀释时,保持过量空气系数等于1不变,对比冷、热EGR以及空气对甲醇发动机的性能影响,对比Ar、N₂和CO₂稀释对甲醇发动机的性能影响。研究结果如下:1.和冷、热EGR相比,高压缩比甲醇发动机对空气的容忍度较高。和CO₂气体和N₂气体相比,高压缩比甲醇发动机对Ar气体的容忍度最高。2.对比空气和冷、热EGR稀释,随着稀释因子的增加,缸内压力、放热率、缸内平均温度逐渐减小,对应的缸压峰值相位、放热率峰值相位、缸内平均温度峰值相位逐渐推迟,放热周期延长。空气稀释的影响最小,冷EGR稀释的影响最大。对比纯质气体稀释,随着稀释因子的增加,采用Ar稀释的缸内压力峰值、放热率、缸内平均温度峰值逐渐增大,缸压峰值相位和放热率峰值相位以及平均温度峰值相位推迟的幅度较小。采用CO₂和N₂稀释的规律与采用空气、冷热EGR稀释的规律相同,但是在负荷、稀释因子相同的工况下,CO₂比N₂的影响大。3.对比空气和冷、热EGR稀释,随着稀释因子的增加,燃烧始点CA10和燃烧重心CA50会推迟,燃烧持续期会逐渐延长。采用空气稀释的影响最小,冷EGR稀释的影响最大。采用纯质气体稀释规律与采用空气和EGR稀释的规律相同,但是在负荷、稀释因子相同时,采用Ar稀释的影响最小,而采用CO₂稀释的影响最大。4.对比空气和冷、热EGR稀释,随着稀释因子的增加,平均指示压力逐渐降低,泵气损失压力逐渐降低。稀释因子相同的工况下,空气稀释的平均指示压力最高,冷EGR稀释的平均指示压力最小,采用热EGR稀释的泵气损失压力减小幅度最大。对比纯质气体稀释,随着稀释因子的增加,采用Ar稀释,平均指示压力逐渐提高,CO₂和N₂稀释,平均指示压力逐渐减小,在稀释因子相同时,采用CO₂稀释的平均指示压力明显低于采用N₂稀释的平均指示压力。在稀释因子相同时,采用Ar稀释的泵气损失压力减小幅度最小,采用N₂稀释的泵气损失压力减小幅度最大。5.对比空气和冷、热EGR稀释,随着稀释因子的增加,扭矩以及有效热效率先增大后减小,甲醇消耗率先减小后增大。在稀释因子相同时,采用空气稀释的扭矩最高,采用冷EGR稀释的扭矩最低。对比纯质气体稀释,采用Ar气稀释,在达到稀释极限之前,随着稀释因子的增加,扭矩和有效热效率逐渐增加,甲醇消耗率逐渐降低。采用CO₂和N₂稀释,规律同采用冷、热EGR稀释的规律相同。但是在稀释因子相同时,采用Ar稀释的扭矩最大,采用CO₂稀释的扭矩最小,采用N₂稀释的扭矩比采用CO₂稀释的扭矩高。6.对比空气和冷、热EGR稀释,随着稀释因子的增加,HC排放增加,NO_X排放逐渐降低,在稀释因子相同时,采用空气稀释的HC排放最小,采用热EGR稀释的HC排放最高。采用热EGR稀释的NO_X的排放低于采用冷EGR稀释的NO_X的排放。采用空气稀释,随着稀释因子的增大,NO_X排放先略有增加后逐渐减小。对比纯质气体稀释,随着稀释因子的增加,NO_X排放逐渐降低,随着稀释因子的增大,稀释效应所引起的NO_X排放的降低占到的比重越来越大。在稀释因子相同时,CO₂的热效应所造成的NO_X排放的减小量比N₂气热效应所造成的NO_X排放的减小量高。采用Ar气和N₂稀释的HC排放逐渐增加但是两者的差距不大,采用CO₂气体稀释的HC排放逐渐减小。