针对青藏铁路对其动力系统所提出的：高原冻土生态环境对排放性能，高海拔、长坡道对动力性能，长期稳定运行对经济性能等三方面的要求，设计出以甲醇为能源，甲醇重整气为燃料，气体发动机为动力输出主体的新颖燃料重整复合循环动力系统。研究了甲醇重整反应的动力学和热力学特征。以奥托循环为理论循环，实际气体为工质，建立重整气发动机热力学模型；在此基础上讨论了重整气对发动机的供应方式、稀薄燃烧、粗甲醇的使用、米勒循环与绝热设计对系统性能的影响。分析表明，相比于预混燃烧，缸内直喷可提高发动机功率水平，若采用压缩后半程高压喷射，还可提高系统热效率；采用稀薄燃烧可提高指示热效率，减轻发动机热负荷；燃用粗甲醇可改变发动机内压力与温度的依变关系，使得发动机在较低温度水平下维持较高功率水平；小分子气体燃料的缸内喷射使得膨胀终了压力更高，从而可采用米勒循环提高发动机热效率；绝热设计在本方案中与米勒循环和重整系统相配合，提高热效率的效果比单一发动机更为显著。以16V280发动机为原型的计算实例，论证了新方案清洁、高效的特征。文末简要总结了本动力系统设计的指导思想。