随着排放法规的日趋严格和石油资源的日益减少，高效节能的替代清洁燃料逐渐成为内燃机的主要研究方向，甲醇是具有广泛应用前景的石油替代燃料。天津大学提出了柴油/甲醇组合燃烧方式，将并应用到重型柴油载重车上进行了道路试验研究。试验结果发现：车辆在甲醇组合燃烧方式下运行时，甲醇可以大幅度替代柴油，燃料热效率有明显的提高，表明了组合燃烧方式具有广阔的应用前景。但是，在部分运行区域表明，可能出现燃烧和排放恶化，虽然可以大幅度替代柴油，替换等热值柴油的甲醇消耗量很大，不能明显减少车辆的燃油成本。因此，柴油和甲醇组合燃烧既有提高燃料经济性的巨大潜力，又在燃烧组织上存在高度的复杂性。根据柴油甲醇组合燃烧方式在车辆运行的具体问题，以及由道路试验获得的结果，本工作重点对甲醇和柴油两种燃料同时燃烧时，甲醇与柴油不同的比率对双燃料燃烧和排放特性等方面展开深入研究。研究工作在一台增压中冷电控单体泵柴油机上进行。通过对该机进行双燃料系统的改装，采用在进气歧管喷甲醇的方式，在台架上试验了不同甲醇和柴油的比率对发动机最大扭矩转速和额定功率转速下的最小柴油引燃量下双燃料燃烧的影响，结果表明：1．随着替代率的增加，当发动机转速为1000r/min、1400r/min、1800r/min、2200r/min时，然后从发动机输出扭矩100N。m开始起喷甲醇，逐步增加甲醇喷射量以到达目标扭矩值，同时测量该工况下对应的排放，并将甲醇柴油双燃料模式和原机模式进行了排放对比。结果表明，甲醇柴油二元燃料模式下CO和未燃HC排放比原机高。但经过催化后，CO排放量比催化前明显减少，催化转化效率达到99%以上。催化后HC排放量比催化前也明显减少，催化转化效率达到80%以上。2．从实验可以看出，采用甲醇柴油双燃料燃烧后，其NOx排放量下降的幅度接近20%。其原因可能是喷射的甲醇汽化后吸热，使缸内温度的下降，这对缸内燃烧温度有抑制的作用。经过催化转化器处理，NOx排放略有增加。3．研究了在1000r/min，1400r/min，1800r/min（最大扭矩转速）和2200r/min（额定功率转速）转速不同负荷条件下，柴油机在燃用纯柴油和DMCC模式下干炭烟烟度和不透光烟度的排放情况，研究结果表明：（1）在常用工况下，与纯柴油相比，DMCC发动机的干炭烟烟度有大幅降低，最高降幅达到95%。在中高负荷，平均降幅达到50%以上；（2）醇油比对发动机烟度排放有一定的影响，当同样负荷时，随双燃料中甲醇的喷射量增加，干炭烟烟度逐渐降低，而不透光烟度随着甲醇喷射量的增加呈先减少后增加的趋势。甲醇替代率在44.88%到56.73%之间时烟度排放存在最低值，不透光烟度最低仅有0.014m-1；（3）在同一工况下，随着柴油对甲醇的比例增加，发动机的干炭烟烟度和不透光烟度排放都逐渐增加。4．发动机运行转速为1000r/min、1400r/min、1800r/min和2200r/min时，分别从50N.m、100N.m开始起喷，甲醇/柴油双燃料燃烧时，甲醛排放随着替代率的增加呈逐渐增加的趋势，这是因为低负荷时，缸内的燃烧温度和排气温度均较低，后续的氧化能力也较差，甲醛无法继续氧化分解而直接通过排气管排出，因此检测到了较多的甲醛；而随着替代率的增大，燃烧和排气温度又逐渐上升，后氧化能力增强，甲醛可以进一步氧化分解从而降低排放。经DOC后，甲醛排放有明显减少，低于原机排放水平。