文献综述

1、甲醇作为代用燃料特点

（1）甲醇作为代用燃料的优点:

甲醇作为一种代用燃料，其油束外形结构与汽油类似^[1]。在汽油机中，甲醇可与汽油大比例掺混，甚至直接燃烧^[2]。在我国，甲醇来源广泛，辛烷值高，抗爆震，易降解，广泛适用于各种燃用汽油的机动车辆。而且甲醇常温下是液体，方便存储和运输。除此之外，甲醇含氧量高燃烧过程需要的空气较少，充分燃烧，燃烧速度快，持续期短，有效提高内燃机的热效率；并且燃烧生成的产物只有水和二氧化碳，污染小，显著改善发动机的排放^[3]。此外，甲醇的沸点和粘度远低于汽油柴油，在相同环境温度下，甲醇更易于变成蒸气。目前，甲醇生产的技术成熟，采用合成生产方式甲醇的选择性高达99.8%^[4]。

（2）甲醇作为代用燃料的缺点：

在起动、暖车及小负荷工作时，由于气道温度低、甲醇的蒸发潜热较高，如喷入甲醇，会进一步降低进气温度，易导致发动机失火。甲醇的十六烷值低，着火性能差，因此在柴油机上燃用甲醇具有一定的困难^[5]。即是使用规范，甲醇汽油也可能对车辆带来一定的损害。当甲醇含量大于15%，甲醇燃料的耐水性，对汽车发动机和油路系统的腐蚀性和溶胀性等问题尚未解决。而且甲醇在低温环境下雾化效果差^[6]。甲醇喷射提前角过早或者过迟都会导致甲醇喷雾不着火^[7]。

2、甲醇作为代用燃料发展现状

（1）甲醇作为代用燃料在国内的发展状况：

随着发动机的强化及低散热发动机的发展，燃烧室内不断上升，从而扩大了着火界限，为在柴油机上燃用甲醇创造了条件。目前，能作为石油待用燃料的的物质主要有天然气、液化石油气、氢气、生物柴油、二甲基醚、醇类燃料^[8]。在姚春德等人进行的柴油/甲醇组合燃烧（DMCC）方式研究中,大量的试验数据表明：甲醇在进气道喷射，与空气混合形成可燃混合气后进入气缸，由柴油引燃甲醇可燃混合气，不仅可以大比例代替柴油，而且同时降低了发动机的碳烟和NOx排放^[9]；国内在开发甲醇燃料发动机方面做了很多研究工作，但真正能够实际应用的产品还比较少。除此之外，提高燃油温度和环境温度可以使燃油液滴直径减小，有助于燃油雾化提高燃油和空气的混合质量^[10]。国内还开发出了NMS-ICE计算机软件包，它由KIVA-II软件拓展和改进而成。针对柴油机轴针式喷油系统的瞬间燃油喷注贯穿和蒸发进行了深入的数值模拟。其中，初始雾化模型的简历把多为模型中缸内工作过程与缸外供油过程亲密联系起来，有利于分析喷油系统对喷雾混合过程的影响^[11]。2005年，中国工程院院士、清华大学教授倪维斗，前机械工业部部长何光远等八位老专家，联名提交了推广煤基醇醚燃料以代替汽油柴油的建议，甲醇汽油因此受到了中央政府的重视。2009年，国家标准委员会发布的M100纯甲醇燃料和M85甲醇汽油国家标准相继实施。2011年，工信部指定上海华普、奇瑞、一汽靖烨三家企业为高比例甲醇汽油车生产企业，计划在陕西、上海和山西启动M85和M100甲醇汽油试点，试点阶段持续到2013年^[12]。

（2）甲醇作为代用燃料在国外的发展状况：