由于我国“贫油、少气、富煤”,开发煤基甲醇燃料并推广应用于汽车以替代汽油是缓解中国能源供应安全一个现实可行的选择,已成为我国新能源汽车科技攻关的热点之一。现阶段尚存在非常规排放、冷起动性能等关键问题需要进行深入的研究。本文使用不同比例的甲醇汽油燃料进行了发动机台架试验,全面考察了燃料中甲醇含量和发动机负荷对发动机动力性、燃油经济性、燃烧特性、常规排放、非常规排放等方面的影响。使用汽油和M15甲醇汽油进行了催化剂性能评价和快速老化试验,发现在常规三效和甲醇专用催化剂上,甲醇在空燃比稀区、甲醛在全空燃比范围内转化效率都高;甲醛起燃温度低于其他成分。相比于发动机燃用汽油,使用M15甲醇汽油时催化剂老化后的起燃温度略高,高效窗口宽度略小,但是差别都不大,说明使用M15对于催化剂的耐久性能影响不大。使用不同比例的甲醇汽油燃料在发动机台架和整车转鼓试验台上进行了冷起动试验,发现随着燃料中甲醇比例的增大,冷起动过程中甲醇和甲醛的累计排放量均增多,而其他HC成分(主要是烷烃)则减少,因此THC累计排放量也趋于减少。低温下的甲醇和甲醛累计排放量高于常温。但常规三效催化剂起燃后就能很好地解决非常规排放问题。为了对甲醇汽油发动机燃烧和排放性能进行模拟和预测,本研究构建了一个甲醇氧化反应详细动力学模型,并使用国外文献中的激波管和流动反应器实验数据进行了验证。在此基础上加入汽油表征燃料的氧化反应动力学模型,构建了一个甲醇汽油氧化反应动力学模型,并使用国外文献中的射流混合反应器实验数据进行了验证。采用Fractal燃烧模型与甲醇汽油氧化反应详细动力学模型的耦合计算,构建了一个火花点火甲醇汽油发动机工作过程的数值模型。利用上述模型对发动机使用不同甲醇汽油燃料时的甲醛排放进行了模拟计算,并计算了采用M30甲醇汽油时的甲醛排放随发动机负荷变化的曲线,模拟结果与试验数据吻合良好,还对采用不同高比例甲醇汽油时的甲醛排放进行了预测。