近年来日益严重的大气污染问题引起了全社会的高度关注，汽车排放的尾气是造成大气污染的重要因素之一。重型车辆燃料消耗量大，尾气排放量大，对环境的影响也较大，因此，研究重型车辆尾气排放技术具有重要意义。甲醇是一种较为理想的可替代汽油和柴油的车用燃料，目前甲醇在掺烧替代汽油方面方面取得了良好进展，在我国部分地区得到较为广泛的应用。但由于甲醇具有与柴油互不相溶的特性，因此在甲醇替代柴油方面的应用还很不理想。本文在科技部“863计划”课题“甲醇柴油机双燃料技术”支持下，针对D10.34-30柴油机开展甲醇柴油双燃料发动机技术研究，通过柴油机改装、性能测试分析和标定，在原发动机动力性基本不变、不加 SCR后处理的情况下，使发动机的排放性能达到国Ⅳ标准。　　本文首先分析了甲醇作为柴油车用替代燃料的可行性以及甲醇柴油双燃料发动机的国内外发展现状及主要技术路线，介绍了重型车辆甲醇柴油双燃料发动机的结构特点，选择D10.34型国Ⅲ排放水平的柴油发动机为研究对象，对其机械部分和电器部分进行部分改造，改制后的甲醇柴油双燃料发动机可以自由切换到纯柴油模式或者双燃烧模式而不影响发动机的正常运行，分析了甲醇柴油双燃料发动机的工作原理。　　分别对柴油机在纯柴油燃烧模式和甲醇柴油双燃料燃烧模式下的发动机外特性、部分负荷特性和排放性能进行测试，从动力性、经济性和排放性能等方面分析了甲醇柴油双燃料发动机性能特点：（1）甲醇柴油双燃料发动机能获得和纯柴油模式发动机相同的动力性，在外特性上甲醇对柴油的平均替代率为33.3％，在转速为1300r/min下替代率达到最大（44.5%）；甲醇柴油双燃料发动机的最低比油耗为185.7g/kWh，热效率为45.61%，高于纯柴油模式的热效率；（2）发动机在中低负荷时的甲醇替代率超过50%，在高负荷时的甲醇替代率超过40%，在发动机50%负荷率下达到最大替代率（70%）；（3）甲醇柴油双燃料发动机在外特性工况下，甲醇掺烧可以同时降低发动机的颗粒污染物和NOX排放水平，甲醇替代率程度越高改善效果越明显；（4）甲醇柴油双燃料模式下发动机供油系统的柴油喷油参数的变化对发动机有着很大影响，双燃料模式下的最大放热率、压力升高率、最高燃烧压力都较纯柴油模式明显增加；（5）甲醇柴油双燃料发动机安装DOC后处理装置对改善发动机的排放有着明显效果，并且能解决甲醛排放问题。　　最后总结了今后需要进一步研究的问题：（1）甲醇喷射系统中部分零部件的耐腐蚀性和可靠性有待提高；（2）为满足整车安装需求，DOC后处理器还需要进行轻量化、标准化和结构优化等方面研究；（3）实验过程中发动机部分工况下出现的甲醇最大喷射量限制问题还需要进一步研究解决；（4）为满足国Ⅴ排放要求，甲醇柴油双燃料发动机的一些关键技术还需升级。　　本文的研究工作为甲醇在重型车辆柴油机上的应用探索了可行的技术路径，并提供了大量台架实验数据参考和标定测试等技术支持。