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甲醇既是一种化工产品,又可作为燃料,是一种具有广阔应用前景的发动机含氧替代燃料。甲醇的十六烷值较低,一般采用火花点火的方式在发动机上应用。根据甲醇与汽油理化性质的特点,将电控汽油机改装为M100甲醇发动机。采用试验研究的方法,探讨了发动机结构参数、运行参数对M100甲醇发动机动力性、经济性及排放性能的影响。同时,针对M100甲醇发动机低温起动困难,开展了烃类添加剂对发动机低温起动性能影响的试验研究。根据甲醇燃料的特点,对汽油机的燃料供给系统进行了改装,对传感器、控制单元、执行器等进行了选型和改造,建立了甲醇发动机标定的控制、通讯和台架测试系统。采用试验的方法,制取了充气效率、点火正时、配气正时等控制参数的脉谱图。采用试验的方法,测量了汽油机和M100甲醇发动机的外特性和负荷特性,对燃用不同燃料发动机的动力、经济性能进行了对比分析。结果表明,发动机按外特性运行,转速低于2500r/min,甲醇发动机外特性转矩略低于汽油机,转速高于2500r/min,甲醇发动机的外特性转矩高于汽油机;2000r/min负荷特性表明,甲醇发动机当量燃料消耗率低于汽油机。依据车用发动机常用的城市道路行驶工况,选择发动机转速2500r/min、60%负荷工况点,采用试验的方法,测量了甲醇发动机转矩、燃料消耗量、排放物浓度随过量空气系数和点火正时的变化规律,以及提高压缩比后甲醇发动机的外特性和负荷特性,探讨了结构参数、运行参数对甲醇发动机动力、经济性能及排放的影响。结果表明,过量空气从0.75增大到1.3,甲醇发动机转矩先增大后减小,当量燃料消耗率先降低后增加,NO排放呈单峰状曲线,HC、CO排放呈下降趋势;点火提前角从15.4°CA增大到34.5°CA,甲醇发动机转矩增大,当量燃料消耗率降低,NO排放增加约80%,点火提前角对HC、CO排放影响较小;压缩比从10.0提高到11.5,甲醇发动机按外特性运行,发动机转矩最高增大约6.4%;2000r/min负荷特性表明,压缩比为11.5时,发动机当量燃料消耗率降低约2%,有效热效率提高约1%。针对M100甲醇发动机低温起动困难的问题,提出向甲醇中添加异戊烷、石油醚、汽油和改变首循环燃料喷射量的措施,测量了环境温度分别为-20℃、-10℃、0℃时,使用不同添加剂对发动机低温起动性能的影响。结果表明,不同环境温度下,分别向甲醇添加异戊烷、石油醚、汽油可以使发动机在4s内起动;添加石油醚,甲醇发动机在三种温度下的起动时间均最短。