甲醇作為發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀*

鄧志華

（武漢交通職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430065）

伴隨著石油資源的日益消耗、大氣環(huán)境的日益污染、燃料價(jià)格的日益增長(zhǎng)，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因此必須尋求合適的發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料以緩解石油資源消耗、大氣環(huán)境污染等迫在眉睫的問題。甲醇因其物質(zhì)特性與汽油、柴油等相近、生產(chǎn)成本低、含氧量高、燃燒清潔等特質(zhì)，可作為發(fā)動(dòng)機(jī)的替代燃料。目前，在國(guó)內(nèi)甲醇作為發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料的應(yīng)用主要是在車用發(fā)動(dòng)機(jī)上，在船用發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用還有待開發(fā)。本文旨在總結(jié)現(xiàn)有甲醇在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用技術(shù)并分析其特點(diǎn)，為下一步將甲醇應(yīng)用于船舶發(fā)動(dòng)機(jī)提供借鑒。

根據(jù)甲醇在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用技術(shù)，可將發(fā)動(dòng)機(jī)分為為點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)兩類，本文主要分析甲醇在發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用技術(shù)時(shí)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放性能的變化。經(jīng)濟(jì)性能包括燃料消耗率與燃料消耗量等指標(biāo)，本文以燃料消耗率作為評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)性能的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于排放性能，甲醇本身的特性導(dǎo)致其燃燒產(chǎn)物中會(huì)有未燃燒甲醇、甲醛等非常規(guī)排放物，然而這些污染物可被電控汽油機(jī)現(xiàn)有的三效催化轉(zhuǎn)化器處理掉［1］。因此，對(duì)于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)來說，只需關(guān)注HC、CO、NOX的排放變化；對(duì)于壓燃式內(nèi)燃機(jī)來說，除了關(guān)注HC、CO、NOX的變化外，還需關(guān)注碳煙的排放變化。

1 甲醇在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

目前，甲醇在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用方式可以分為甲醇的直接利用以及甲醇的間接利用兩種情況。所謂直接利用，是指直接把甲醇作為燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒，可分為甲醇摻燒和直接燃燒純甲醇兩種方式。間接利用并不直接讓甲醇在發(fā)動(dòng)機(jī)里作為燃料燃燒，而是把通過甲醇的重整裂解反應(yīng)生成的H2、CO等可燃?xì)怏w送入氣缸進(jìn)行燃燒，分為純甲醇裂解以及甲醇水蒸氣重整兩種方式。

1.1 甲醇摻燒

甲醇摻燒法是指通過在汽油與甲醇混合溶液中添加一定添加劑，形成甲醇汽油燃料，進(jìn)而在發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的技術(shù)［1］。該甲醇利用方法簡(jiǎn)單易行，無需對(duì)原發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行較大改動(dòng)，只需要對(duì)燃料進(jìn)行良好處理即可，所以該方法從改造利用成本上來說是十分有優(yōu)勢(shì)的。目前應(yīng)用的甲醇汽油混合燃料主要有低比例甲醇汽油燃料（M15、M25、M30）和高比例甲醇汽油燃料（M85、M100）。

吳則旭等［3］人對(duì)M10、M15、M50 甲醇汽油以及93#汽油進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)性能臺(tái)架試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)相較于燃燒93#汽油，燃燒M10、M15 和M50 時(shí)功率變化分別為增加-2%～6.25%、-2%～9.38%、2%～12.5%，由此可得在動(dòng)力性方面甲醇汽油燃料與93#汽油相比變化不大。隨著甲醇比例的增大，動(dòng)力性提升有變化，但從整體工況來看，動(dòng)力性提升并不算大。

相比93#汽油燃料消耗率，M10、M15、M50 轉(zhuǎn)化為當(dāng)量燃油消耗率分別為增加1.52%、0.37%、15%。由此可見，燃用甲醇汽油燃料經(jīng)濟(jì)性變化不是十分明顯。

四種燃料的HC 排放量變化都隨著轉(zhuǎn)速的提高而降低。在三種甲醇汽油中，隨著甲醇比例的增加，HC 排放量逐步降低，最高降幅為80%。CO排放相比于93#汽油是明顯減少的，并隨著甲醇含量的增加CO 的排放也逐漸降低，最高降幅為77.78%。隨著甲醇摻燒比例增大，NOX排放越來越低，最高降幅為69.23%。

1.2 甲醇裂解

甲醇裂解法是指利用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣攜帶的熱量或者為機(jī)體預(yù)熱的熱量將液態(tài)甲醇加熱氣化，并在催化劑的作用下將氣態(tài)甲醇裂解為CO、H2等可燃?xì)怏w送入氣缸燃燒的方法［1］。甲醇裂解法在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用時(shí)，只需在原發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管上串聯(lián)一甲醇裂解器即可，對(duì)原發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)較小。

姚春德等［4］通過研究甲醇裂解氣在477F 發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，來評(píng)判甲醇裂解氣應(yīng)用技術(shù)在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的影響。當(dāng)燃用甲醇裂解氣時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性有所下降，不過仍然保持在其原機(jī)的95%以上。其中在鈀基催化劑作用下的甲醇裂解器發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能優(yōu)于在銅基催化劑作用下的甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)。較之汽油燃料消耗率，在銅基催化劑作用下產(chǎn)生的甲醇當(dāng)量燃料消耗率下降了22%～26%；在鈀基催化劑作用下產(chǎn)生的甲醇裂解氣當(dāng)量燃料消耗率下降了24%～31%。整體看，燃用甲醇裂解氣比燃燒汽油在經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)勢(shì)更大。

在銅基和鈀基催化劑分別作用下產(chǎn)生的甲醇裂解氣，在發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用燃燒產(chǎn)生的HC 排放量較為接近且排放規(guī)律一致，但相較于燃燒汽油時(shí)排放量下降90%左右。在銅基和鈀基催化劑分別作用下產(chǎn)生的甲醇裂解氣燃燒產(chǎn)生的CO 排放量非常接近，但是相對(duì)于汽油，甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)CO 排放量降低了90%左右。同樣，兩種不同類型催化劑作用產(chǎn)生的甲醇裂解氣燃燒產(chǎn)生的NOX排放規(guī)律極為相似，并且NOX排放量較為接近，但較于原汽油來說有大幅降低，降低幅度最高接近80%。所以，甲醇裂解氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料能夠有效降低HC、CO和NOX排放。

1.3 直接燃燒甲醇

直接燃燒甲醇，就是將甲醇直接噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)行燃燒，該方法對(duì)于原發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)更小，只需要把噴油器進(jìn)行改進(jìn)以適合甲醇噴射即可。

朱金良等［5］采用某型號(hào)渦輪增壓直列4 缸汽油機(jī)作為原型機(jī)，研究燃用甲醇對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能及排放的影響。相比燃用汽油，發(fā)動(dòng)機(jī)改燒甲醇后其動(dòng)力性有顯而易見的提高，最大升幅為5.22%。從試驗(yàn)結(jié)果來看，在中低轉(zhuǎn)速情況下，相比原機(jī)燃燒汽油，當(dāng)改用燃燒甲醇時(shí)，其當(dāng)量燃料消耗率可降低10.53%～18.52%。

在中低負(fù)荷時(shí)，CO 排放量變化不大，但是當(dāng)在高負(fù)荷時(shí)，燃用甲醇可以明顯降低CO 排放量，當(dāng)負(fù)荷最高時(shí)，相比原機(jī)，燃用甲醇時(shí)CO 降低29.6%。在平均有效壓力為0.4MPa、0.8MPa 和最大負(fù)荷時(shí)，燃用甲醇時(shí)的HC 排放比燃用汽油時(shí)分別降低了90.5%、84.2%和37.4%。由于甲醇的汽化潛熱遠(yuǎn)大于汽油，這大大降低了混合氣溫度，從而降低了最高燃燒溫度。而且又因?yàn)榧状既紵俣缺绕涂?，縮短了高溫反應(yīng)時(shí)間，在這兩個(gè)條件的共同作用下，使得NOX排放量降低。試驗(yàn)結(jié)果表明，在平均有效壓力為0.2MPa、1.2MPa 和最大負(fù)荷時(shí)，燃用甲醇時(shí)尾氣中NOX比燃用汽油時(shí)分別降低了95.6%、16.4%和14.8%。

1.4 各技術(shù)對(duì)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響對(duì)比

為了更加清晰明了地對(duì)比甲醇應(yīng)用在點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能、排放性能等的影響，表1 將采用各技術(shù)后，其性能指標(biāo)相對(duì)于原機(jī)的變化集中在一起對(duì)比，從中可以更加直觀地看出各甲醇利用技術(shù)的優(yōu)劣。

從表1 可以看出，無論采用哪種甲醇利用技術(shù)，都比燃燒純汽油的性能更好。從動(dòng)力性來看，除了采用甲醇裂解以及甲醇摻燒的方法，動(dòng)力性在某些工況下可能會(huì)有所降低外，采用其他任何技術(shù)都會(huì)使得其動(dòng)力性得到提升，而且提升幅度大致相差不大。從經(jīng)濟(jì)性來看，除了采用甲醇摻燒方法，采用其他甲醇應(yīng)用技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性也都得到改善，但是就甲醇摻燒技術(shù)來看，隨著甲醇所占比的增大其經(jīng)濟(jì)性也是越來越好。當(dāng)燃料中甲醇體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，可以看到其經(jīng)濟(jì)性相比原機(jī)也得到了改善。從排放性來看，不管是采用哪種利用技術(shù)，其CO、HC、NOX排放都得到很大程度的降低。尤其是采用甲醇裂解方法，其排放量相比原機(jī)可降低90%左右。因此可見，甲醇在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用是非常有前景的。

表1 點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)變化

2 甲醇在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

因?yàn)榧状寂c柴油的性質(zhì)差異較大，所以甲醇在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用比在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上更加困難，應(yīng)用技術(shù)也更加復(fù)雜。甲醇著火自燃溫度高、汽化潛熱大，因此想要直接在原有柴油機(jī)上壓燃純甲醇是難以實(shí)現(xiàn)的，又因?yàn)榧状寂c柴油不能互溶，所以無法正常形成甲醇柴油燃料，只能利用乳化液法［6］。但是相較于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)來說，柴油機(jī)有熱效率高、功率高等優(yōu)點(diǎn)，因此關(guān)于甲醇作為其替代燃料的研究也更具研究?jī)r(jià)值。

與甲醇在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用相似，甲醇在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用也分為純甲醇利用和甲醇與柴油聯(lián)合使用?，F(xiàn)如今甲醇在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用技術(shù)主要有乳化液法、助燃法、直接壓燃法、柴油引燃法四種［7-9］，其中只有助燃法是直接燃燒純甲醇的利用技術(shù)。

2.1 乳化液法

乳化液法是指通過使用表面活性劑，將柴油和甲醇形成穩(wěn)定的混合乳化燃料，然后將燃料直接送入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的應(yīng)用技術(shù)。乳化法不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，是柴油機(jī)利用甲醇最簡(jiǎn)單的技術(shù)方式。但是一般普通乳化液熱力學(xué)不穩(wěn)定，乳化液易發(fā)生沉降、絮凝、聚結(jié)等現(xiàn)象，最終出現(xiàn)油水分離，使得燃料在實(shí)際應(yīng)用中無法達(dá)到理想狀態(tài)，因此，一般在乳化液的基礎(chǔ)上采用更加穩(wěn)定的微乳化燃料［10］。

段敏偉等［11］人通過分別燃用0#柴油和標(biāo)號(hào)為M15、M30 微乳甲醇柴油，研究不同燃油燃燒的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性及排放性等特征指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果顯示：相比燃燒0#柴油，燃燒M15 可使輸出功率增加1.82%～7.14%，這是因?yàn)榧状加欣谌剂铣浞秩紵?；但是燃燒M30 卻使得動(dòng)力性有所下降，其輸出功率降低2.53%～5.33%，這是因?yàn)榧状荚黾訒?huì)降低燃料的熱值。這說明，柴油機(jī)采用乳化燃料法燃燒甲醇技術(shù)若想取得最佳動(dòng)力性，有一個(gè)最優(yōu)甲醇摻混比例，且摻混比例在15%～30%之間?？紤]該摻混比例也就是要考慮甲醇利于燃燒和降低熱值兩方面的影響程度。對(duì)比燃用0#柴油，燃用M15 使得當(dāng)量燃料消耗率降低3.85%～9.36%，燃用M30 使得當(dāng)量燃料消耗率降低5.14%～15.26%。由此可見，在經(jīng)濟(jì)性方面，燃燒摻混甲醇燃料可明顯改善其經(jīng)濟(jì)性。

相比燃用0#柴油，在燃用M15、M30 時(shí)，CO 排放量降低44.74%～50%、50%～68.97%，HC 排放量分別降低40.48%～48.89%、48.89%～70.59%，NOX排放量分別降低10.71%～33.33%、25%～35.71%，顆粒物的排放用煙度分別降低57.14%、64.29%。

2.2 助燃法

醇燃料相比柴油自燃溫度高、汽化潛熱高，自發(fā)著火比較困難，僅僅依靠壓燃幾乎是不可能的。因此需要借助某些措施來輔助醇燃料著火燃燒，主要有加裝電熱塞法。

王晉［12］通過對(duì)1115 單缸柴油機(jī)加裝電熱塞且增加壓縮比的改進(jìn)后直接燃燒甲醇試驗(yàn)，得出使用該方法后發(fā)動(dòng)機(jī)各性能的變化。整體來看，其輸出功率提高8%～22.5%，然而在高轉(zhuǎn)速時(shí)，動(dòng)力性有所下降，低于原機(jī)。這是因?yàn)椋?dāng)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，甲醇與空氣混合氣變稀，且甲醇辛烷值很低，滯燃期長(zhǎng)，導(dǎo)致燃燒滯后。綜上，甲醇不能完全燃燒釋放能量，導(dǎo)致動(dòng)力性下降，最大降低40%。

在低轉(zhuǎn)速時(shí)，燃燒甲醇的當(dāng)量燃料消耗率與原機(jī)相比在低負(fù)荷下降低2.52%，當(dāng)負(fù)荷較大時(shí)，當(dāng)量燃料消耗率最大可降低69.34%。在中速狀態(tài)時(shí)，低負(fù)荷當(dāng)量燃料消耗率可增大62.72%，當(dāng)處于高負(fù)荷時(shí)，燃料消耗率可降低62.02%。在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)時(shí)，低負(fù)荷燃料消耗率最大可增大52.4%，高負(fù)荷時(shí)燃料消耗率可減小26.67%。

在中低負(fù)荷時(shí)，燃用甲醇可以很大幅度減少NOX的排放，可以減少95%以上；在高負(fù)荷時(shí)，由于溫度過高，NOX排放也會(huì)增多，但是依然低于燃燒柴油時(shí)的排放量。HC排放性能變差很多，在低速情況下，HC 排放量比原排放量增加187.5%～983.33%；在中速情況下，HC 排放量增加700%～2100%；在高速情況下，HC 排放增加733.33%～3900%。CO 排放量在中等負(fù)荷時(shí)增加最小，在較小負(fù)荷和較大負(fù)荷條件下增大最多。在中低負(fù)荷時(shí)，CO 排放量比原機(jī)增大很多，在低速時(shí)，CO 排放量可增大850%；在中速和高速時(shí)，分別可增大1000%、1150%。在高負(fù)荷時(shí)，CO 排放量比原機(jī)減少很多，在、中、高速時(shí)可分別降低、93.59%、90%、89.41%。主要是因?yàn)樵谛∝?fù)荷時(shí)，甲醇空氣混合氣比柴油空氣混合氣稀，燃燒不充分。改用燃燒甲醇后，碳煙排放幾乎為零。

2.3 柴油引燃法

柴油引燃法是將甲醇燃料由柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)或供油系統(tǒng)注入氣缸，使其在氣缸內(nèi)形成部分混合可燃?xì)怏w，同時(shí)原柴油噴油器將柴油噴入氣缸然后壓縮并引燃甲醇燃料混合氣。與采用純柴油相比，柴油引燃甲醇燃燒持續(xù)期短、燃燒速度快、碳煙生成量少。柴油引燃法主要有化醇器法、缸內(nèi)雙噴射法和進(jìn)氣管噴射法三種［13］。

史偉奇等［14］在柴油機(jī)進(jìn)行進(jìn)氣道噴射甲醇試驗(yàn)。在低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，噴入甲醇會(huì)使動(dòng)力性降低，降幅最大為5%，這是因?yàn)槠淦瘽摕岽笤斐蓺飧變?nèi)溫度下降。隨著負(fù)荷增高，當(dāng)進(jìn)氣道噴入甲醇后，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性提升，且最大提高2.9%。但隨著甲醇噴射量的增加，即在總?cè)剂侠锼急壤脑龃?，其?dòng)力性為先升高后降低的趨勢(shì)。

程傳輝［15］在自然吸氣柴油機(jī)、增壓柴油機(jī)兩種柴油機(jī)上進(jìn)氣道加裝甲醇噴射裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)于增壓柴油機(jī)，采用組合燃燒后，發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)量燃油消耗率降低，最大降低幅度為2.8%。對(duì)于非增壓柴油機(jī)，其當(dāng)量燃油消耗率降低更多，且降低幅度在最大扭矩點(diǎn)處可達(dá)到11.6%。

張春化等［16］在增壓中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，加裝甲醇供給系統(tǒng)，將其改裝成柴油引燃甲醇雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)研究。隨著甲醇摻燒比的增大，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的HC 排放也顯著增加，最大增幅為2000%。一定摻燒比時(shí)，隨著負(fù)荷增大，HC 排放量減少。雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的CO 排放明顯增加。隨著甲醇摻燒比的增大，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)CO排放量不斷增加。同一摻燒比時(shí)，隨著負(fù)荷的增加雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)CO 排放呈減少的趨勢(shì)。隨著甲醇摻燒比的增加，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒NOX排放降低。摻燒比一定的情況下，負(fù)荷率越大，NOX排放越多。隨著甲醇摻燒比的不斷增大，雙燃料碳煙排放降低。

2.4 各技術(shù)對(duì)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

為了更加清晰地對(duì)比壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上各甲醇利用技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性等的影響，表2（“-”表示降低）將采用各技術(shù)后，對(duì)其性能指標(biāo)相對(duì)于原機(jī)的變化進(jìn)行對(duì)比，從中可以更加直觀地看出各甲醇利用技術(shù)的優(yōu)劣。

由表2 可以看出，從動(dòng)力性來看，上述方法均無法全面改善柴油機(jī)的動(dòng)力性。從經(jīng)濟(jì)性來看，采用電熱塞助燃法在某些工況下可使當(dāng)量燃料消耗率最小，即經(jīng)濟(jì)性最好，但是其經(jīng)濟(jì)性變化過大，因此從經(jīng)濟(jì)性來看，電熱塞助燃法不適合應(yīng)用在車用發(fā)動(dòng)機(jī)上，而且其HC排放卻嚴(yán)重變差，CO排放在某些工況下也要變差很多，該方法唯一的優(yōu)勢(shì)是其碳煙排放、NOX降低最多。因此，單純從經(jīng)濟(jì)性來看，乳化法以及柴油引燃法不相伯仲，難以說明某技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)。從排放性來說，采用乳化法，各排放量都會(huì)降低，因此從排放角度看，采用乳化法最為合適。而且可以看出在乳化燃料中，在甲醇體積比為15%～30%時(shí)，甲醇比例越大，其排放性改善也就越好。

表2 壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)變化

關(guān)于甲醇在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用，尤其是采用助燃法、柴油引燃法時(shí)需要考慮CO、HC排放惡化的問題。另外，還需要注意的是采用電熱塞助燃法，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)改造成本很大。

3 總結(jié)

本文從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性三方面對(duì)比各甲醇應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)劣。結(jié)果表明：無論是采用甲醇裂解或是采用甲醇摻燒汽油，亦或是在發(fā)動(dòng)機(jī)上直接燃燒甲醇，相較于原機(jī)，這三種應(yīng)用技術(shù)都可以改善原發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，尤其在排放性方面，燃燒甲醇可明顯減少CO、HC 和CO2的排放。在動(dòng)力性方面，各應(yīng)用技術(shù)差異不大，都可以保持在原機(jī)95%以上，且在某些工況下還可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。從經(jīng)濟(jì)性方面來說，當(dāng)采用甲醇摻燒技術(shù)時(shí)，隨著甲醇占比的增加，經(jīng)濟(jì)性改善越明顯，當(dāng)占比較小時(shí)經(jīng)濟(jì)性有所降低；當(dāng)采用甲醇裂解技術(shù)時(shí)，當(dāng)量燃油消耗率降低最多，經(jīng)濟(jì)性最好。因此，甲醇在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上采用甲醇裂解方法最具研究?jī)r(jià)值。

關(guān)于甲醇在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用技術(shù)研究，同樣從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性三方面分析甲醇在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的優(yōu)劣。結(jié)果如下：甲醇與柴油的差異比甲醇與汽油的差異大，因此，甲醇在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用整體比在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用更加復(fù)雜和困難，所產(chǎn)生的影響也更加復(fù)雜。從動(dòng)力性來看，無論采用哪種應(yīng)用技術(shù)，在不同的工況下對(duì)柴油機(jī)有不同的影響，當(dāng)采用乳化方法時(shí)，甲醇占比較少，因?yàn)榧状伎杉涌烊紵?，所以可在大部分工況下改善其動(dòng)力性，而隨著甲醇摻混的越多，其汽化潛熱低的影響也越大，動(dòng)力性也變差。因此在低負(fù)荷工況下對(duì)柴油機(jī)動(dòng)力性產(chǎn)生不利影響，而隨著負(fù)荷的增大，燃燒甲醇便可以提高動(dòng)力性。從經(jīng)濟(jì)性來說，除了采用電熱塞助燃法會(huì)在某些工況下導(dǎo)致當(dāng)量燃油消耗率增大，其他技術(shù)整體來看都可以改善其經(jīng)濟(jì)性。在排放方面，采用電熱塞助燃法與柴油引燃法會(huì)使HC、CO 排放變差，但是會(huì)改善氮氧化物與碳煙的排放，且電熱塞助燃法對(duì)氮氧化物以及碳煙的改善更加明顯，而采用乳化法可降低HC、CO、碳煙、氮氧化物等的排放。因此整體來看，在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上采用乳化法甲醇是最好的應(yīng)用技術(shù)。

綜合以上技術(shù)分析，在船用甲醇技術(shù)路線可以考慮甲醇裂解氣在柴油機(jī)上摻燒的策略，相當(dāng)于氣體燃料與柴油的雙燃料方案，可行性較好，可以避免上述各種技術(shù)的不足。