探索节能减排途径和寻找替代燃料一直是业界关注的重点。甲醇作为一种可再生能源，具有汽化潜热大、辛烷值高、含氧量大、层流火焰速度快、稀燃极限宽等特点，是一种理想的内燃机燃料。为在当前点燃式发动机上灵活高效使用，利用甲醇进气道喷射和汽油缸内喷射(MPI+GDI)相结合的复合喷射系统，实现不同甲醇替代比和不同燃烧方式的灵活调节。本文基于一台缸内直喷光学发动机，加装进气道喷醇系统后，进行了喷雾和缸压试验验证，研究了均质当量比条件和分层稀燃条件下发动机缸内混合气的形成、燃烧和排放特性。结果表明：
　　(1)MPI+GDI均质当量比模式下，随着MPI比例增加缸内湍动能有所减弱。在点火时刻，M20燃料混合气均匀度最高，M80最低。混合气浓区集中于活塞凹坑附近，稀区出现在喷油器对侧的挤气面附近。甲醇替代比的增加使缸内平均温度不断降低，但当替代比超过60%时，出现局部过冷现象，抑制了甲醇燃料的蒸发。在燃烧过程中，增加甲醇替代比导致缸内压力和瞬时放热率峰值不断上升，所对应的曲轴转角不断提前。另外，燃烧持续期和滞燃期都有所缩短，CA50提前。针对常规排放物，随着甲醇替代比的增加，缸内NOx排放量不断上升，喷油器对侧生成量最低；缸内CO的排放量有所降低但峰值CO量却呈先增后减趋势；THC排放量有所增加，其中95%以上的THC成分为未燃甲醇。
　　(2)MPI+GDI分层稀燃模式下，活塞凹坑对分层效果影响较大，凹坑深度为7mm导流面为45°时，浓混合气质量分数最小。GDI喷射时刻为630℃A时，汽油当量比混合气质量分数最高且能够集中于火花塞附近。GDI喷射压力为20MPa时，当量比混合气在火花塞附近面积最大且浓混合气质量分数最小。增加甲醇替代比使火花塞附近当量混合气质量分数减少，覆盖面积也减少，外围稀薄混合气加浓。转速对分层稀薄混合气的形成影响不大，合理地设计活塞凹坑能够形成优良的分层混合气。在燃烧过程中，甲醇-汽油分层稀燃、汽油分层稀燃、甲醇均质稀燃和汽油均质稀燃的缸内峰值压力和峰值放热率依次降低，滞燃期依次延长，CA50依次延后。但是甲醇均质稀燃的燃烧持续期短于汽油分层稀燃。随着甲醇替代比的增加，甲醇-汽油分层稀燃的缸压峰值和放热率峰值先上升后下降；滞燃期不断延长；燃烧持续期先缩短后延长；CA50先提前后延迟。拐点均出现在M90燃料处。针对常规排放物，甲醇-汽油分层稀燃的NOx排放最高，但是仍比均质当量比燃烧低80.8%，其次分别是汽油分层稀燃、甲醇均质稀燃和汽油均质稀燃。甲醇-汽油分层稀燃的CO和THC排放都为最低。随着甲醇替代比的提高，NOx排放量和CO峰值量也不断下降，但是THC排放量有所升高。