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甲醇作为一种汽油替代燃料,具有资源丰富、价格便宜和燃烧性能良好等优势,但甲醇燃烧产生的未燃甲醇、甲醛等非常规排放,对人体及环境会造成较大危害,不容忽视。本课题基于国家863项目“甲醇灵活燃料汽车技术开发”,主要针对不同比例甲醇汽油在普通汽油机及汽油车上的应用,研究其燃烧性能以及常规与非常规排放特性。首先,进行不同比例甲醇汽油的油耗和排放性能发动机台架试验。在一台进气道多点电喷汽油机(JL479QA)上,未作任何调整,直接燃用汽油、M5、M15和M30低比例甲醇汽油,采用AVL傅里叶变换红外光谱多组分分析仪(SESAM-FTIR)测量了低比例甲醇汽油的排放成分。结果表明:在发动机未经调整情况下,低比例甲醇汽油能控制在闭环,可以较好地适用于普通汽油机,在相同输出功率条件下,等效油耗值略有下降;外特性开环控制下,空燃比向偏稀移动,功率下降。对于高比例甲醇汽油M85,不经过任何调整已经较难使发动机正常工作,通过改变标定的目标空燃比来增大喷油脉宽,使其与汽油的实际空燃比一致,经过调整后的M30和M85外特性下动力与汽油相近,等效油耗随着甲醇比例的增大略有降低。无论是汽油、低比例M5、M15、M30,还是高比例M85,催化剂前的THC随着甲醇比例的增大逐渐降低,NOx和CO差别不大。经过三效催化剂后,只要保持在化学计量空燃比附近,催化剂都能达到很高的转化效率。对于非常规排放,甲醇汽油中未燃甲醇以及甲醛的排放随着甲醇比例的增加而增加,但通过三效催化剂后能达到与汽油一致的低水平排放。其次,对低比例甲醇汽油M10、M20、M30应用于普通汽油车的瞬态冷起动排放特性进行了研究。按照国III工况测试循环,分别进行了25℃常温冷起动和-7℃低温冷起动试验。结果表明:无论在低温冷起动还是常温冷起动下,低比例甲醇汽油的常规排放与汽油相近,催化剂起燃后能将THC、NOx和CO控制在较低的水平,排放主要集中在起动的初始阶段。低温冷起动相比常温冷起动会产生更多的THC排放。对于甲醇汽油的非常规排放,甲醇和甲醛的排放随着燃料中甲醇比例的增大而增加,催化剂后的排放仍然集中在初始阶段,一旦催化剂进入正常工作,甲醇和甲醛都能被很好地转化。