随着环境污染以及能源短缺等问题的日益严峻,研究和发展绿色、可再生能源就成为了车用发动机研究的主要方向之一。通过对现有代用燃料进行分析和研究,二甲醚(DME)和甲醇由于存储量丰富、环境污染小、可再生以及存储运输方便等特点成为了今后内燃机燃料研究和发展的重要方向之一。同时,现有与二甲醚和甲醇等代用燃料在发动机上应用的研究结果也表明了其良好的发展前景和利用空间。发动机运行时的工况往往复杂、多变,但传统点燃式发动机多是以汽油为单一燃料,因而很难适应车辆在不同工况下的对燃料性质,特别是辛烷值的要求。甲醇和DME分别属于高辛烷值和高十六烷值的燃料,将其作为单一燃料使用时往往会导致发动机工作负荷范围变窄、燃烧不充分和爆震等问题。而将二者混合使用不仅可以通过调整燃料的物化特性来改善其燃烧状况,更可以通过改变混合比例以适应发动机在不同工况下对燃料性质的要求,从而实现对车用发动机燃料的优化。本试验中,燃料的喷射脉宽由一套自主开发的电子控制单元进行控制。通过调整两种燃料的喷射脉宽,可以实现对混合燃料的空燃比、混合比例等参数的调整。由于缸内残余废气较多且燃烧温度较低,因而发动机在低负荷时的燃烧与排放性能通常较差。因此,本试验在发动机低负荷条件下进行,以研究混合燃料对发动机低负荷阶段燃烧与排放性能的改善效果。汽油/DME混合燃料点燃式发动机的试验结果表明,由于混入的气态DME能量密度较低,所以随DME混合分数的增加,进入发动机的能量流量减少,平均指示有效压力(Imep)及缸压峰值下降,但混入DME却可以明显提高发动机的热效率;由于DME的燃烧与扩散速度较高,因此在汽油中混入DME后发动机火焰发展期缩短且循环变动降低。稀燃时,混入DME后,发动机残余废气系数和传热损失均有所减小,HC排放也有所下降,且最大降幅达到50%。为了进一步研究高十六烷值与高辛烷值燃料混合燃烧的特性,将汽油换成辛烷值较高的甲醇,研究甲醇/DME混合燃料发动机的性能。试验结果表明,甲醇/DME混合燃料可以使燃料的指示热效率提高25%-30%,同时缩短火焰发展期。特别是在怠速工况下,DME可以同时缩短火焰扩散和传播期,降低发动机平均指示有效压力的循环变动系数(COVimep),使发动机运行更加平稳,在排放方面明显降低了HC排放。通过汽油、甲醇/DME混合燃料在点燃式发动机上进行试验的研究结果表明,将高十六烷值与高辛烷值燃料进行混合可以改善点燃式发动机在低转速、低负荷工况下的燃烧状况;在排放方面,可以大幅降低HC排放。通过将燃料进行混合拓宽了甲醇、DME等代用燃料发动机的工作范围,使其更加适应车用发动机不同工况下运行的要求。