“多煤少油”是我国的基本国情,煤基燃料研究有助于我国降低石油对外依赖性。二甲醚和甲醇均为煤基燃料,二者的混合燃料作发动机代用燃料有优越性。煤是甲醇的生产原料,二甲醚可由甲醇脱水制得,两者在工业生产中关系密切,有极好的互溶性。基于燃料设计,因十六烷值低、蒸发潜热大,甲醇的添加可调节燃料十六烷值,进而控制着火始点、促进混合气形成、控制燃烧温度,有利于加速发动机燃烧,降低排放。本文基于新研发的电控共轨二甲醚发动机,建立燃烧和排放试验台,通过改变喷射策略实现直喷压燃DICI(Direct Injection Compression Ignition)和部分预混合充量压缩燃烧P-PCCI(Partial Premixed Charge Compression Ignition)两种燃烧模式的柔性调节,研究了二甲醚-甲醇混合燃料中甲醇比例、喷射策略、废气再循环对发动机燃烧、排放及性能的影响。在不同转速、负荷、燃烧模式下,研究甲醇比例对发动机燃烧的影响,结果表明:甲醇比例增加,则NOx排放降低,但CO及HC排放升高,甲烷/碳氢(Methane/HC)比升高,排放颗粒峰值粒径及数浓度峰值增大。颗粒排放以核模态为主;掺混甲醇使DICI燃烧模式的当量燃油消耗率升高,但P-PCCI燃烧模式的当量燃油消耗率略降。综合来看,高负荷时加大甲醇掺混比例造成低NOx排放,经济性较好,同时压升率、CO和HC排放不至于太高。对两种燃烧模式,研究转速、负荷对二甲醚-甲醇混合燃料燃烧的影响,结果表明,相对DICI燃烧模式,P-PCCI燃烧模式:能明显降低发动机压升率,对NOx影响不明显;低负荷下CO和HC排放明显恶化,但高负荷下CO和HC排放相差不大;无论是颗粒峰值粒径还是数浓度都有明显降低;低负荷时当量燃油消耗率明显高于DICI燃烧模式,但高负荷下差异不大。因此建议高负荷下采用P-PCCI燃烧模式,以取得低颗粒排放,也不会明显升高CO、HC排放,同时由于此时压升率较低,可增加甲醇比例,从而获得低NOx排放及较好的经济性。研究主喷时刻、预喷时刻、预喷量对二甲醚-甲醇混合燃料燃烧的影响,结果表明:主喷时刻在上止点前时燃料中增加甲醇的比例能明显降低NOx排放,同时CO、HC变化不大,可取得较好的排放效果,此时当量燃油消耗率较低,经济性较好,不过过高的压升率限制甲醇掺混比例的进一步增大;主喷时刻推迟NOx排放降低;预喷时刻提前,NOx排放先降低后有小幅升高;预喷量增加,NOx排放下降低后逐渐稳定;以最大压升率不超过1.0MPa/°CA、燃烧循环变动不超过3%为界,在不影响发动机正常运转的前提下,纯二甲醚燃料燃烧时,通过改变主喷时刻、预喷时刻、预喷量得到NOx最大降幅分别为58.9%、25.5%、8.3%,因此主喷时刻推迟更能明显降低NOx排放,不过后燃严重制约了主喷的进一步推迟。采用废气再循环对P-PCCI及DICI燃烧模式的影响趋势一致:推迟燃烧、降低燃烧持续期、增大压升率,可以显著降低NOx排放,燃用纯二甲醚时通过改变EGR率最大可降低71.1%的NOx排放,但CO和HC排放升高;当甲醇掺混比例为5%时当量燃油消耗率最低,可以取得较好的经济效应,同时NOx排放也有所降低。