动力前沿之代用燃料
汽车代用燃料
1.氢气(H2)Hz主要用作宇宙飞船、航天飞机等尖端科技产品的燃料，现发展到应用在汽车上。
燃氢发动机可在空气过量系数(入)较大的范围内稳定燃烧，点火能量低，不到汽油最低点火能量的1/10，且氢燃料的火焰传播速度快，低温下易起动。
汽油车较易改成Hz车，其排放物主要是H2O Nz、Q和少量NQ 主要缺点为沸点低(约-253C ),吒以液态方式储存时成本高，易受外部温度影响而蒸发，不适宜长期储存，还有爆炸、回火、早燃等问题尚待解决。
若解决了成本及储存等问题，则有可能批量使用。
2.乙醇乙醇是最早开发的代用燃料，乙醇汽油混合燃料在美国已应用多年。
纯乙醇作燃料具有非常低的碳氢化合物(HC)和有毒物排放，被认为是理想的燃料。
乙醇可从谷物、纤维素等生物可再生资源中产生，但其成本太高，约为汽油的两倍以上，若制作技术上无重大突破，彳艮难广泛推广。
3.甲醇甲醇是从天然气、石油和煤炭中提取的，其中一半以上来自天然气。
甲醇具有高辛烷值、低发热量、低污染和无排烟等特点。
甲醇燃烧完全，可减少20%~50%Hffi排放，设计先进的发动机可减少90%颗粒物及NQ 排放也很低。
此外，其挥发性低，加油和行驶过程中蒸发损失小。
目前，商用甲醇主要为M>5(80%甲醇+15%气油)和Moo, M00性能优于M85,具有更大的环境优越性。
甲醇毒性大，有腐蚀性，其生产过程是从能源的一种状态转换到另一种状态，能源利用率低。
4.天然气(NG)NG勺主要成份是甲烷(一般为83%~99%) 及少量炷类和CQ等。
NG的使用形式主要有压缩天然气(CNG 150MPa~120MPa)液化天然气(LNG,- 162C )及能量密度很小的吸附天然气(ANG)。
NG具有较高的辛烷值，与汽油相比，燃烧更完全。
据美国EPA报告，NG汽车可以降低40%勺HC排放，50%勺CQ#放，无排烟，而且排放的HC化合物90炳甲烷类物质，光化学反应低，现有技术尚可进一步降低污染物的排放。
代用燃料汽车研发背景、现状及发展趋势
代用燃料汽车现状及发展趋势
（一）国内发展趋势
2、车用生物液体燃料开发得到重视，非粮生物液体燃料成为根本方向。 “十五”期间，我国建成了总产能为132万t的4家陈化粮燃料乙醇企业， 在9个省市推广使用乙醇含量为10％的车用乙醇汽油(E10)。广西于2007年 建成了年产20万t乙醇的木薯乙醇项目。纤维素乙醇燃料、生物质费托合成 柴油燃料(BTL)、加氢生物柴油(HVO)、藻类生物柴油等第二代生物柴油技 术目前尚处于技术研发阶段。
代用燃料汽车现状及发展趋势
（二）国外发展趋势
4、新能源汽车开发进展加快，但与实现产业化有一定距离。 在2008年北京奥运会、2010上海世博会期间，我国汽车企业和科研
机构提供了自主研发的一批电池汽车、混合动力客车/轿车、燃料电池 汽车等各种新能源汽车为奥运会和世博会服务。不过，目前我国新能源 汽车发展还存在技术成熟度不够、关键零部件配套缺乏、可靠性和生产 一致性差、市场导人期的成本较高等障碍，使得新能源汽车距离规模化 量产和广泛使用尚有一定距离。
代用燃料汽车现状及发展趋势
（二）国外发展趋势
4、生物燃料已成为车用替代燃料的最重要发展方向之一，正在酝酿技 术和产业升级转型。
目前已经实现商业化发展的生物燃料主要包括利用玉米、甘蔗、植物油等传 统粮糖油原料生产的燃料乙醇和生物柴油，通常被称为第一代生物燃料(或传统生 物燃料)。2007年，世界主要国家的燃料乙醇和生物柴油产量分别达到约4 000万t 和880万t。近年来，国际社会日益重视发展以农林业废弃物、非粮能源植物、富 油微藻等为原料的第二代生物燃料技术，主要是纤维素乙醇(丁醇)、加氢生物柴 油(HVO)、生物质费托合成燃料(BTL)、合成醇醚燃料(生物甲醇和二甲醚)、以及 氢燃料等。
代用燃料（醇类燃料）的燃烧简介
三、代用燃料（醇类燃料）的燃烧简介石油危机及其价格的上涨，引起了各国对新能源开发和代用燃烧研究的重视。
内燃机代用燃料定义：非石油原油炼制的内燃机燃料，包括醇类燃料、煤制燃料、生物质燃料、天然气、氢气、煤层气、生物质气等。
由于醇类燃料（甲醇、乙醇）可以从煤、天然气和植物中提炼，加之它们是液体燃料，可以沿用传统的石油燃料的运输、储存系统，因而被认为是内燃机最有希望的新的代用燃料之一。
我国煤碳、天然气资源丰富，醇类燃料的开发、应用有利于发挥我国煤碳和天然气的资源优势。
（一）醇类燃料的主要物理化学特性及使用特点1、甲醇、乙醇的主要物理化学性质（如下表）及使用1）低热值比汽油低：甲醇为汽油的46%，乙醇为汽油的62%；理论空气量也小，甲醇为汽油的43%，乙醇为汽油的60%。
因此，在汽油机上燃烧甲醇、乙醇时，需要增大主量孔直径或调整主量孔圈数，加大燃料供应量。
使混合气热量大体与汽油混合气的相等，使发动机在燃用醇类燃料时不会降低其动力性能指标。
同时，要有合适的空燃比。
2）汽化潜热比汽油大得多：甲醇为汽油的3.7倍，乙醇为汽油的2.9倍，使混合气在汽化时的温降差异较大（甲醇为汽油的7倍，乙醇为汽油的4.16倍）。
较大的混合气温降有利于提高发动机的充量和动力性；但不利于燃料蒸发（低温下）、冷起动（困难）、暖机（时间长）。
汽化潜热大使进入气缸的混合气温低，滞燃期长。
应用时，应适当加大点火提前角。
3）辛烷值高于汽油：在汽油机上使用时，可以提高压缩比，有利于提高发动机的动力性能和经济性能。
2、醇类燃料在汽油机中的溶解度和助溶剂在汽油机上使用时，醇类燃料通常按一定百分比例掺烧，即将汽油与一定比例的甲醇或乙醇混合起来成为一种混合燃料（15%甲醇+85%汽油称为M15混合燃料，纯甲醇称为M100）。
甲醇是极性物质，在与非极性物质的石油碳氢化合物掺混时，只要有微量的水存在，就可能引起醇与汽油的相分离。
为使甲醇-汽油混合燃料在常温和低温下保持单相，必须加少量的中、高炭醇、苯、丙酮等作为助溶剂。
代用燃料——二甲醚
21世纪的超清洁燃料—二甲醚随着经济社会的发展，我国石油消费快速增长，2006年石油消费量达到3.2亿吨，对外依存度高达43%。
石油供应安全已成为经济社会一件大事。
在石油供应趋紧的同时，我国还面临油品清洁化的挑战。
随着原油重质和高硫化的发展趋势，炼油工业将承受较大的产品升级压力。
我国是柴油消费大国，2006年消费量达到1.2亿吨，近40%的原油用于柴油生产。
与汽油机相比，柴油机又具有明显的节油效果，油耗可降低20~30%。
因此，开发柴油机清洁代用燃料，推广柴油机型车辆，有利于保障石油供应安全，促进节能减排。
一、醚的物理化学性质二甲醚是一种比较适合柴油机使用的新型、高效、超低污染的代用燃料。
二甲醚是最简单的醚类化合物，无毒无味，对金属无腐蚀性，常温下蒸气压力为0.5MPa，同等温度下，二甲醚的饱和蒸气压低于液化气，储存运输比液化石油气更安全，分子结构中没有C—C键，燃烧过程中不会像柴油一样产生炭烟，而且二甲醚含氧34.8%，易于完全燃烧，有利于减少排放。
二甲醚的十六烷值比柴油的高，滞燃期短，在柴油机中燃用二甲醚不需要像甲醇等燃料那样采用助燃措施。
二甲醚即使直接进入大气也不会发生光化学反应，不会形成二次污染，只有当二甲醚的体积达到10%以上时才对人体有轻微的麻醉作用。
二甲醚是一种可再生的能源，不仅可用煤或天然气制取，也能从植物、生活垃圾中提取合成。
用煤制取汽车燃料二甲醚对中国这样一个煤炭资源丰富的大国具有深远意义。
二、油机燃用二甲醚的性能研究试验用发动机为CA498四冲程、水冷、非增压、喷柴油机1.循环供油量对发动机动力性的影响二甲醚单位质量的低热值只有柴油机的64.7%，而且由于其密度低，在液态下其容积低热值仅为柴油的51%。
为使发动机燃用二甲醚后的输出功率恢复到原柴油机的水平，必须增大每循环供油量。
理论计算表明，当二甲醚供油系统的供油量为柴油机的1.8倍时，就可以达到与柴油机一样的输出功率，但在试验中考虑到泄露、回油损失等因素二甲醚发动机的共有两必须达到或接近柴油机供油量的2倍，才有可能达到原柴油机的输出功率。
发动机代用燃料的发展探索
２０ ７ 年 ６ 月 ０
太 原 大 学 学 报
Ｊ ｒ Ｉ ｌ ｉｕ ｎＵｎｖ ｒｉ ｏ ｒ８ Ｔａｙ ａ ｉｅｓｔ ｄ １ Ｏｆ ｙ Ｖｏ． Ｎｏ ２ Ｓ ｍＮｏ．０ １８ ． ｕ ３
第 ８卷 第 ２期 总 第 ３ ０期
文章 编号 ：６ １ ９７ ２０ ）２～１５—０ １ ７ —５ ７ （０７ ０ ２ ３
在必行 。 １ 代用燃料 １ １ 代用燃料 的定义 ．
氢气 、 沼气 醇类 ： 甲醇 、 乙醇 等 煤粉及煤 、 油浆 等
液 化石 油气 植 物 油 ： 树 油 、 桉 菜
油 、 生 油 花
液化天然气
油 蓖麻 油
代用 燃料 指的是传统发动机燃 料（ 如汽油 和柴油 ） 的 替代 品。《 美国能 源政 策法规 》 将代 用燃 料 定义 为 甲醇 、
・
１５ ・ ２
发 动 机 代 用 燃 料 的 发 展 探 索
王 欲 进 ２ ，
（． １太原理工 大学 摘 机械工程学院 ， 山西 太原 ０ ０ ２ ；． ３ ０ ４ ２ 太原大学 机 电工程 系 ， 山西 太原 ０００） ３ ０ ９
要 ： 用燃料是传 统发动 机燃料（ 代 如汽 油和柴油） 的替代品 。在选择代 用燃料 时要 考虑可供 生产代 用
表 １ 发动机代用燃料 一览 表 气态 液态 固态
的石油 生产将 于 ２ １ 和 ２ ５ ０ ０年 ０ ０年间达 到顶 峰。他们预 测 全球化石类燃料 资源 的可 开 采期分 别 为 ： 石油 ３ ９年 ， 天然 气 ６ ， ２ １ Ｌ 。随着石油 能源 的大量 开采 和 ０年 煤 １ 年 １ Ｊ 石油 资源 的 日益短 缺 ， 世界 的化 石能 源结 构必 将 向 以煤 和天 然气 为主 的能 源结 构 发展 。因此 ， 保证 未来 交通 为 运输 以及 国民经济 的持续 发展 ， 研究 与开 发代用 燃 料势
汽车节能原理第五章 代用燃料汽车
天然气加气站一般根据站区规模或附近是否有管线天
然气，可分为常规站、母站和子站。
常规站→常规站是建在有天然气管线能通过的地方，从 天然气管线直接取气，天然气经过脱硫、脱水等工艺， 进入压缩机进行压缩，然后进入储气瓶组储存或通过售 气机给车辆加气。通常常规加气量在600-1000立方米 每小时之间。
母站→母站是建在临时天然气气管线通过的地方，从天 然气线管线直接取气，经过脱硫、脱水等工艺，进入压 缩机压缩，然后进入储气瓶组储存或通过售气机给母站 的车辆加气，加量在2500-4000立方米每小时之间。
我国天然气资源也十分丰富。我国常规天然气资源量 为38万亿立方米，其中陆地为29.9万亿立方米。另外渤 海、东海和南海都有天然气资源。除了常规天然气资源， 我们还有丰富的非常规天然气资源，如煤层气和天然气 水合物等。
中国天然气探明储量集中在10个大型盆地,依次为： 渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海-琼东南、柴达 木、吐-哈、塔里木、渤海、鄂尔多斯。
天然气主要有以下几个用途：
（1） 天然气发电 （2）天然气化工工业 （3）城市燃气事业 （4）天然气汽车
按照所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为：
压缩天然气（CNG）汽车 压缩天然气是指压缩到20.7— 24.8 MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中。
液化天然气（LNG）汽车 液化天然气是指常压下、温度 为-162度的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。
2. 使用与维护注意事项
（l）汽车在以LPG为燃料时，储气罐上的手动关闭阀应完 全开启，否则会造成燃料供给不足。
（2）严禁用扳手或其它工具去操作储气罐上的手动关闭阀， 因为用工具开启或关闭可能对阀门产生永久性的损伤，这样 会造成紧急情况下阀门极难操作。
代用燃料
第二节：代用燃料一、代用燃料分类二、天然气三、液化石油气四、醇类燃料五、燃料开发代用燃料按物态区分为：气体代用燃料、液体代用燃料1.气体代用燃料包括天然气、液化石油气、氢气、沼气、水煤气等2. 液体代用燃料包括甲醇、乙醇和某些动、植物油及可燃的化工液体副产品代用燃料按化学成分区分为：除汽油、柴油之外的烃燃料CnHm和含氧燃料1.除汽油、柴油之外的烃燃料CnHm除汽油、柴油之外的烃燃料CnHm主要成分是碳氢。
C、H 含量适中时多为液体。
C分子数减少多为气体，如CH4、天然气、液化石油气，极限情况不含C就是纯氢H2；反之，C分子增多2. 含氧燃料含氧燃料中成分中，除C和H外，还含有一定比例的氧。
如：甲醇CH3OH，乙醇C2H5OH，以及动、植物油，煤气都是含氧燃料。
二、天然气天然气可用压缩天然气CNG、液化天然气LNG和吸附天然气ANG的方式在汽车发动机中加以利用，其中CNG的利用方式采用最多。
1天然气的性质天然气的主要成分是甲烷，随产地不同，甲烷的含量为83%-99%。
由于组成变化，理论混合比、发热量也将产生差异，故与常温下处于液态的汽油与柴油的运输和存储方式有很大差异。
由于天然气的密度低于汽油，使吸入发动机的新鲜空气质量减少，发动机的输出功率将会下降，只为液体燃料的90%左右。
2天然气发动机大众Passat B6大众Passat B6采用天然气为燃料，为世界首款涡轮增压天然气轿车，发动机的排量为1.4L。
大众Passat B6使用了涡轮增压技术，该款发动机的最大功率为150马力。
大众Passat B6每百公里油耗仅仅相当于同排量汽油车的50％。
大众Passat B6避免了采用混合动力过高的成本和昂贵的电池费用。
三、液化石油气液化石油气Liquefied Petroleum Gas（LPG）分为油田液化气和炼油厂液化气两种。
液化石油气的主要成分是丙烷（C H ）和丁烷（C H ）。
油田液化气来自各油田，不含烯烃，可直接用作车用燃料。
发动机代用燃料的发展
发动机代用燃料的发展目前，汽油机和柴油机依然是车用发动机的主要机种。
而汽油和柴油都是不可再生资源。
随着汽车工业的迅猛发展，对石油的需求量越来越大。
我国从 1993 年起，已由石油输出国成为石油进口国，到 2000 年，进口石油已达 6 300 万 t，可以预计，随着国家经济的发展，石油进口量还会增加。
据美国能源部和世界能源理事会预测，全球的石油产量在 2010~ 2025 年间将达到最大值。
全球矿物燃料资源的预测生命期，石油为 40 年，天然气为 60 年，煤为 220 年。
日趋严重的能源危机对发动机的常规燃料提出了新的挑战。
同时，由于世界汽车保有量的增加和各国对环保的重视，车用发动机面临着既要继续提高现有性能，又要降低排放的双重压力。
而发动机的排放成分除与发动机的燃烧过程组织有关外，还与发动机的燃料有直接的关系。
汽油和柴油在改善废气的有害排放方面可做的工作已经相当有限，许多国家目前已把研究的目光转向寻求污染较小的代用燃料，这一方面可有效地减少废气的排放，另一方面也可保存原油产品和保护能源。
所谓代用燃料, 是指能够取代或部分取代目前内燃机传统燃油 (汽油、柴油、煤油)的燃料。
良好的代用燃料应能满足下列要求: 资源丰富、价格适宜;燃料的热值尤其是混合气热值能满足发动机动力性能的要求;能满足车辆起动性能、行驶性能以及加速性能等方面的要求;能量密度较高、储存运输方便;发动机的结构变动较小、技术上可行; 现有的燃料储运分配系统能用得上;对人类健康、环境保护以及安全防火等无有害的影响; 对发动机的寿命以及可靠性没有不良影响。
已开发的代用燃料有气态烃 (压缩天然气( CNG )、液化天然气( LNG )、液化石油气 ( LPG ) )、醇燃料、二甲醚、生物柴油、氢、燃料电池等。
下面足以介绍一下每种代用燃料的发展状况。
天然气：天然气( Na t u r a l Ga s ，简称 NG) 是一种无色、无味的气体，9 0 ％以上成分为甲烷( C H 4 )。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
醇醚燃料应用技术近年来，由于石油能源短缺以及对汽车排放的严格要求，各国加强了对替代石油燃料的研究和应用力度。
醇醚类燃料含氧量高，燃烧充分，无黑烟，无积碳，被公认为“二十一世纪清洁燃料”。
可充分利用含氧的醇类、醚类燃烧完全、排放清洁的优点作为柴油机替代燃料。
一、醇醚燃料发展现状与前景“十二五”是我国全面建设小康社会的关键时期，是深化改革开放、加快转变发展方式的攻坚时期。
“十二五”及到2020年十年间，是醇醚行业发展的关键时期。
醇醚燃料中，乙醇燃料推广顺利，甲醇和二甲醚仍在起步。
在我国，汽车替代燃料在加快试验和推广中，发展最快的当属乙醇汽油。
但是经过几年的试验，由于，一是粮食制造高纯乙醇成本过高（大约为4500元/t），二是国内陈化粮有限，不能满足生产需要。
以上两点使乙醇汽油生产规模的扩大受到限制。
甲醇是一种很有发展前景的替代燃料。
从成本上看，大约每吨甲醇耗煤2t，生产成本在1000元/t左右；甲醇燃烧后尾气中常规排放的CO、HC均比汽油、柴油低30%以上，同时，甲醇不含苯、烯烃和硫，非常规排放物也比汽油燃料好。
甲醇汽油从掺兑15%到100%使用甲醇均可，15%以下不必加助溶剂，但是100%使用甲醇作为汽车燃料时，发动机则需要改造。
甲醇虽然连年来产量猛增，但缺少政策支持和统一标准，无法大面积推行，且甲醇有毒，让人敬而远之。
目前我国甲醇燃料的推广应用进展：1）山西在5个中心城市（大同、长治、晋中、阳泉、太原）开展示范运营。
2）河南蓝天集团及漯河石化集团在驻马店、漯河市均有甲醇汽油的运营。
3）四川沪州试点M10甲醇汽车，百辆车封闭运行。
4）黑龙江省建业集团开发的甲醇及馏分油配制研究取得成功。
目前二甲醚（DME）是公认的替代柴油的优质清洁燃料。
当前DME以两种方式作为燃料使用：一是代替液化石油气（LPG），作为LPG汽车的代用品，这在山东久泰已经实行；另一种是DME在加压下成为液态，与柴油混合代替柴油，西安交通大学已经取得成功经验。
此外，100%二甲醚代替柴油目前也取得很大进展。
与柴油相比，二甲醚代替后发动机的效率提高10%~15%，噪声降低10dB，排气清洁程度符合欧Ⅲ标准。
DME无毒，废气排放清洁，具有很强的竞争力，但是使用DME的汽车发动机油路系统需要加压，要做一定的改动。
国内一些大的汽车企业也对DME汽车给予高度关注。
我国的二甲醚发动机研发与世界同步。
二、醇醚类燃料理化特性2.1醇类燃料的理化特性乙醇（C2H5OH）是一种无色透明、易挥发、易燃液体，具有含氧量高、沸点低、辛烷值高等优点。
甲醇(CH3OH)在常温下是无色透明、易挥发、易燃烧的有毒液体，沸点 64.8℃ ,相对密度0.7914(20℃ )。
其化学性质较活泼 , 能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。
甲醇和汽油相比热值低，汽化潜热大，抗爆性好，含氧量高。
2.2 醚类燃料的理化特性2.2.1二甲醚二甲醚是一种无色、具有轻微醚香味的气体，具有惰性、无腐蚀性，无致癌性，还具有优良的混溶性，能同大多数极性和非极性有机溶剂混溶。
二甲醚具有较高的十六烷值，液化后可以直接作为汽车燃料，其燃烧效果比甲醇燃料好。
它不但具有甲醇燃料的所有优点，还克服了其低温启动性和加速性能差的缺点。
由于二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，可实现无烟高效燃烧，并可降低噪音。
汽车尾气不需要催化转化处理就能满足美国加利福尼亚洲有关汽车超低排放尾气的标准。
而且，现有的柴油车发动机只需略加改装就可燃用二甲醚燃料，且运行性能不会受到损害。
2.2.2乙醚乙醚在常温常压下是具有特殊气味的无色透明液体。
化学性质比较稳定，很少与除酸之外的试剂反应，但在空气中会慢慢氧化成过氧化物；过氧化物不稳定，加热易爆炸，应避光保存。
乙醚极易挥发和燃烧，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。
三、甲醇及二甲醚燃料的应用技术3.1甲醇汽油的优点甲醇汽油的抗爆性辛烷值是评价燃式发动机燃料抗爆性的一个重要参数，其值越大燃料的抗爆性越好。
甲醇汽油的热效率高甲醇汽油的毒性小美国能源部通过研究得出结论：1包括毒性、引烧、引火等在内的燃料相对危险度，汽油为41，柴油为34，甲醇为28。
相对汽油而言甲醇是安全的；2甲醇燃料对环境更为有益，以百分制打分评定LD50（半数致死量），汽油为100，乙醇为50，甲醇仅为30。
甲醇汽油的尾气排放比汽油更少甲醇汽油经济性好3.2柴油机燃用甲醇甲醇的物理、化学性质与石油制品燃料相近，尤其与汽油的性质更为相似。
汽油机燃用甲醇，在技术上已无很大问题，已达到实用程度。
但是，甲醇与柴油的性质差异很大，首先是其自燃困难，润滑性差，因此，甲醇作为柴油机的代用燃料，在技术上的难度要比汽油机大。
柴油机的热效率比汽油机高25.3％，柴油机燃用甲醇要比汽油机有更高的燃料经济性，特别是我国大、中型公交车辆和载重车辆日趋柴油化，为使柴油车辆能高效率、低污染燃用甲醇燃料，在技术上尚须进行进一步的研究与开发工作，且应将柴油机燃用甲醇作为技术攻关的重点，使甲醇燃料在柴油机上得到推广应用。
柴油机燃用甲醇燃料的方法大致可分为两类：甲醇与柴油混合燃烧。
如乳化法和双燃料法等；燃用纯甲醇。
如在甲醇中添加着火促进剂、热面点火、电火花点火等。
甲醇用于柴油机，有以下形式：（1）火花点火式纯甲醇发动机由于甲醇是富氧燃料，这种发动机在性能上的最大特点是可以实现无烟燃烧，即使超负荷工作，烟度仍近于零，有清洁发动机之称。
这对于进一步提高发动机平均有效压力及车用发动机低速扭矩都极为有利。
其次，有害排放物NOx、HC、CO都比柴油机低。
在德国、日本，火花点火式纯甲醇发动机早已进入实车试验阶段。
（2）甲醇—柴油乳化油发动机甲醇和柴油以乳化油形式通过喷油器进入气缸燃烧。
乳化油有微爆效应，可以改善燃烧。
这种乳化油同柴油掺水乳化油一样可以在机外用乳化设备预制，也可以采用随机形式，即把一个小型乳化器连接到原有的燃油管道上，实现边乳化边燃烧。
（3）甲醇、柴油双喷射式发动机甲醇和柴油分别用两套独立的燃油系统。
发动机工作时，先向气缸内喷入少量柴油引燃，在滞燃期内通过另一个喷油器再喷射主燃料甲醇使之燃烧。
这种方式与燃用纯柴油相比，在保持原有的经济、动力性的基础上，NOx排放量可降低1/3，实现以甲醇为主燃料的无烟运转。
双喷射发动机的主要技术问题是需设计两套喷油特性配合良好的供油系统，并确定最佳的喷油定时和引燃柴油量。
因此，采用这种方式比较复杂。
（4）甲醇汽化—柴油发动机在进气支管上分别加装一个小尺寸文特利管，进气时利用喉部真空度将甲醇从甲醇箱引出并与空气混合进入气缸，在压缩过程终了时用喷入气缸的柴油引燃。
采用这种方式发动机的功率不受影响，排气中的NOx及烟度下降，而HC、CO有所增加。
最大掺烧甲醇量为20%—25％。
甲醇的另一种汽化方法是在进气管上加装一个甲醇蒸发器，利用一部分废气的余热使甲醇受热汽化，发动机在起动时纯柴油起动。
甲醇汽化—柴油发动机的性能较好，但操作和控制比较复杂。
采用上述方法，甲醇燃料可以成功地作为柴油机的代用燃料，特别是在当前，采用先进的燃烧技术、电子控制技术和后处理技术，可以使甲醇发动机在动力性、燃料经济性和排放特性上优于燃用石油燃料发动机，成为高效率的清洁发动机。
3.3二甲醚燃料与柴油燃料的对比二甲醚燃料是国际上近年来新出现的很有发展前途的超低排污代用燃料。
二甲醚(DME)是一种能够用于压燃式发动机的优质代用燃料，研究表明：燃用DME的柴油机具有和直喷式柴油机几乎相同的热效率，运转柔和，燃烧噪声较低，几乎与汽油机相当，可不需后处理装置达到美国加州超低排放(ULEV)标准，碳烟排放为零，不需点火辅助装置，只需很低的燃油喷射压力就可很好地燃烧，是一种很有潜力的柴油机代用燃料。
二甲醚在柴油机上的应用方式主要有两种：一是以二甲醚作为着火促进剂，二是柴油机燃用液态二甲醚。
发动机分别燃用二甲基醚与柴油时因其燃料特性而存在燃烧、动力性、经济性及排放性能上的差异。
动力性能对比在不对发动机参数作出改动的情况下。
由于二甲基醚的低热值仅仅为柴油低热值的64.9％，使得发动机的功率、扭矩等动力性能指标有较大幅度的下降，其中扭矩方面,在整个仿真转速范围下降为原柴油机的约40％;功率方面,怠速800r/min时下降约40％，最大扭矩转速1400r/min时下降约37％，额定转速2200r/min时下降约为35％。
针对二甲醚燃料的性质，对发动机特别是供油系统做改进，如增大每循环供油量、柱塞直径、改进喷油孔数量和直径等，使发动机在燃用二甲醚燃料时能够达到预期的性能标准，此外，还进行了以下改进：①采用冷却器降低二甲醚燃料的温度经过喷射泵后，二甲醚燃料温度升高。
燃料温度升高会带来一系列不利影响：一方面引起燃料密度降低，减小了发动机的输出功率；另一方面温度过高会导致燃料罐内的压力大幅度升高，不安全，也会导致二甲醚在燃油系统中汽化，影响发动机的工作稳定性。
必须对一甲基醚燃料进行冷却。
②采用增压器增加二甲基醚燃料的压力随着温度的升高，饱和蒸汽压增大，为了防止燃料系统中发生气阻现象，采用一个直动式溢流阀束调节系统压力，确保二甲醚在燃料系统中一直处于液态。
③二甲基醚燃料里增加添加剂提高燃料粘度，减少系统磨损二甲基醚燃料在20℃的粘度为0.15Pa.s，远小于同温度时的柴油，加入添加剂后，能大幅度减少喷射泵柱塞的磨损。
④更换燃料系统的密封件二甲基醚无腐蚀性，但二甲基醚对橡塑密封件具有溶涨性，长期使用会导致密封件失效。
改进后，发动机燃用二甲基醚时的扭矩、功率等动力性能指标均有较大的提升。
燃烧过程缸压对比上图，柴油和二甲醚燃烧过程缸内平均压力变化曲线。
由图可以看出，燃用二甲醚时缸内的最高压力比燃用柴油时低。
这有利于降低发动机的噪音，并能获得类似汽油机的柔和运转。
较低的最高爆发压力还将使得发动机燃用二甲醚的机械负荷降低，有助于提高机械效率、热效率和降低N0x排放。
燃烧过程放热率对比如图表明，二甲醚整个燃烧过程的持续时间比柴油要短，这说明其扩散燃烧速度比柴油的扩散燃烧速度快。
由图可以看出二甲基醚的燃烧时刻相对提前，这是由于二甲基醚在喷射过程中的闪急沸腾效应，雾化效果大大提高，从而使得喷雾粒径更小，分布更均匀，因此着火较未溶气燃油提前。
由于二甲基醚燃烧速度高，所以实际使用过程中一般采用适当推迟喷油的方法来降低发动机机械负荷和NOx排放。
这种抑制预混燃烧速率,加快扩散燃烧速率，提高发动机综合性能的燃烧规律正是压燃式发动机所追求的燃烧模式。
二甲醚的燃烧具有这种燃烧规律的特征。
排放方面与燃烧柴油相比，燃用二甲醚时发动机在全部转速和负荷范围内都能实现无烟排放，且NOx排放下降50％左右，CO和HC排放与柴油机相当。
在柴油机上燃用DME与柴油混合燃料时，同样也可以得到很好的效果。