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世界汽车保有量的不断增加使汽车对石油的需求与日俱增，世界各大汽车厂商纷纷展开节能新技术及代用燃料的研究。压缩比是影响发动机经济性的一个因素，但高压缩比容易引起燃烧爆震，影响发动机正常运行。发动机使用节气门时会形成泵气损失，而泵气损失会消耗机械能，从而也会影响发动机经济性。EGR最早用于降低NOx排放，由于其使缸内增加了废气，有利于降低泵气损失。甲醇的辛烷值较高，具有良好抗爆性，适合在高压缩比发动机上使用，并且其火焰传播速度快，能够在较大的EGR率下正常燃烧。为从提高压缩比和降低泵气损失两方面提高发动机经济性，本课题组开发了高压缩比点燃式甲醇发动机，研究EGR在甲醇发动机上的应用。本文的主要内容如下：1．试验样机改装及标定。将一台2L柴油机改装成点燃式甲醇发动机，在1400r/min转速下标定了4个负荷点的喷醇量和点火提前角，最大扭矩达到153.4N·m，其点火提前角为18°CABTDC，燃料消耗量为11.78kg/h。2．无节气门时均质EGR应用试验研究。为最大程度降低泵气，将节气门开度调到最大开度，文中无节气门均指节气门处于最大开度，利用EGR控制进空气量，在理论空燃比下研究EGR率和点火提前角对扭矩的影响。最大EGR率达到53.3%，扭矩为57N·m，点火提前角为33°CA BTDC。相同EGR率下，点火提前角小于27°CABTDC时，点火提前角越大，扭矩越高；点火提前角大于27°CA BTDC后，点火提前角越大，扭矩越低。利用EGR控制负荷时，EGR率越大，有效燃料消耗率越低，相应点火提前角也越大，最小扭矩可以降到55.5N·m。扭矩小于95N·m后，无节气门应用EGR的有效燃料消耗率比未用EGR的高。3．中小负荷有节气门时均质EGR应用试验研究。中小负荷减小节气门开度降低了EGR率。25%负荷在20%EGR率21°CA BTDC点火提前角时扭矩达到43.8N·m，比未用EGR时高3.6N·m，有效燃料消耗率比未用EGR时低34.3g/(kW·h)，有效热效率提高1%。50%负荷在30%EGR率24°CABTDC点火提前角时扭矩达到84.1N·m，比未用EGR时高8.5N·m，有效燃料消耗率比未用EGR时低70.6g/(kW·h)，有效热效率提高3.3%。4．EGR分层方案研究。EGR废气通过EGR管进入气缸才能沿气缸外围运动。EGR压力为100kPa时缸内平均EGR率只有3%左右，凹坑以上横截面中心EGR率较低，凹坑内EGR未形成周向分层。EGR压力为130kPa时缸内平均EGR率为35%左右，EGR压力为160kPa时缸内平均EGR率为52%左右，两者凹坑以上横截面中心EGR率较高，凹坑内EGR未形成周向分层。480°CA停止EGR后，凹坑以上横截面中心EGR率较高，凹坑内EGR没有形成周向分层，平均ERG率在47%左右。450°CA或420°CA停止EGR后，两者凹坑以上横截面中心EGR率较低，凹坑内EGR未形成周向分层，平均EGR率大于38%。燃烧室凹坑改为深圆柱形后，凹坑以上横截面中心EGR率较低，凹坑内横截面中心EGR率高。凹坑改为浅圆柱形后，凹坑以上和凹坑内横截面中心EGR率均较低。无凹坑时缸内大部分区域中心EGR率较低，但气缸顶部外围EGR率也较低。5．EGR分层对燃烧的影响。相同点火提前角下，分层EGR的缸压峰值比均质EGR的高且更靠前，分层EGR的放热率峰值比均质EGR的高且更靠前，均质EGR的滞燃期比分层EGR的长。