我国车用燃油消耗占石油消耗比例与日俱增,减少石油燃料在车用中的消耗是改变能源消费结构的重要方向,而开拓新能源和可再生能源的应用将是降低车用石油消耗的重中之重。开发和利用生物燃料是许多国家提高能源安全保障、减少温室气体排放、应对气候变化的重要措施。生物质制取异丁醇的技术不断取得进步和突破。利用异丁醇与汽油混合燃料作为汽油机的燃料,为生物质转化为车用替代液体燃料提供目标动力,又可降低石油等化石燃料利用过程中的污染物排放。与常规的生物乙醇燃料相比,异丁醇等生物丁醇的能量密度和燃料经济性高,与汽油的互溶性良好,腐蚀性小便于管道输送,堪称燃料乙醇的理想替代品。丁醇的异构体包含正丁醇、异丁醇、仲丁醇及叔丁醇,而异丁醇辛烷值最高。异丁醇作为汽油调和组分具有很大的发展潜力,是未来保障车用汽油燃料供给的可能途径之一。本文分析了异丁醇汽油的燃料特性,具体包括密度、低位热值、蒸发性、运动粘度、理论空燃比、辛烷值、铜片腐蚀、含氧量等;研究了在不改变汽油机台架条件的情况下,直接使用不同比例的异丁醇汽油混合燃料,对发动机动力性,燃油经济性,常规排放等的影响;同步开展了异丁醇汽油混合燃料汽油机试验中非常规排放甲醛、乙醛、甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇、苯等的分析研究;另外,对一辆汽车不进行任何改造的情况下,直接使用不同比例的异丁醇汽汕混合燃料及纯汽油,对汽车热机怠速稳定性、排放性能、爬坡能力进行了试验和比较。（1）为了研究异丁醇汽油混合燃料燃料特性,将异丁醇与汽油配制相应的混合燃料110190,并进行燃料特性分析,结果表明:异丁醇与汽油互溶性良好。随异丁醇加添比例增大,混合燃料燃料特性有如下变化:密度逐渐增大,但增幅较小,不影响汽油机的使用;低位热值逐渐减小,相比甲醇和乙醇,异丁醇的热值更接近汽油;50%蒸发温度等逐渐下降,有利于缩短汽油机升温时间;运动粘度逐渐增大,不利于低温环境下使用;理论空燃比逐渐降低,有利于燃料燃烧完全;辛烷值逐渐升高,有助于减少汽油发动机爆燃情况产生;氧含量逐渐增大,有利于降低CO、HC等排放;无铜片腐蚀,无需对汽油储运设施进行防腐改变。混合燃料的含氧量、理论空燃比、低位热值、辛烷值、密度、铜片腐蚀等与异丁醇加添比例呈线性关系。运动粘度、10%蒸发温度与异丁醇加添比例呈指数关系。（2）在一台四缸汽油机上直接使用I10-I50的异丁醇汽油混合燃料,研究了负荷特性和外特性下,燃料中异丁醇含量对发动机动力性（功率、转矩）和燃油经济性（燃料消耗量、等效燃料消耗率、能量消耗率）、常规排放（CO、C02、THC、NOx）、排烟温度等性能的影响。结果表明:随着燃料中异丁醇含量的增加,发动机的燃油消耗率呈增加趋势;同一转速下,发动机转矩增大过程中,燃油消耗率先呈下降趋势,在中等转矩下达到最低,然后随着转矩的继续增大燃油消耗率呈上升趋势。相比燃油消耗率,等效燃油消耗率的曲线更加靠拢,说明折算为与汽油的等效燃料后,各燃料的消耗率趋于一致。相比燃油消耗率和等效燃油消耗率,能量消耗率的曲线更加靠拢和一致,与燃油消耗率和等效燃油消耗率不一样的是,能量消耗率并没有随异丁醇含量的增加而增大,纯汽油的能量消耗率多数情况反而大于异丁醇汽油混合燃料。随着燃料中异丁醇含量的增加,发动机的CO排放呈降低趋势,在低转矩情况下这种趋势尤为明显。同一转速条件下,随着转矩的增大,所有燃料的CO2排放呈逐渐升高的趋势。相同转矩条件下,随着转速的升高,CO2排放整体上呈上升趋势。随着燃料中异丁醇含量的增加,发动机的THC排放呈降低的趋势,相同转矩条件下,随着转速的升高,THC排放整体上呈下降趋势。另外,THC的排放相比其他排放出现了大幅度的变化,这些形成原因还不为明确。随着燃料中异丁醇含量的增加,发动机的NOx排放呈降低的趋势,随着异丁醇的掺入比例增大,混合燃料的后燃情况就越加明显,排烟温度就越来越高。排烟温度随着转矩的增大均为逐步升高;同等负荷、同等转速条件下,随着混合燃料中异丁醇比例的增加,排烟温度相对升高。随着异丁醇添加比例的增加,外特性功率和转矩整体上有所下降,但下降幅度很小,一般在5%以内。总体上,在一定异丁醇的添加范围内,汽油机燃用异丁醇汽油混合燃料的功率和转矩与燃用纯汽油时基本相当。燃用混合燃料的燃油消耗率和等效燃油消耗率略有增加,纯汽油的能量消耗率多数情况大于异丁醇汽油混合燃料。混合燃料的CO和THC与燃用纯汽油时相比均有不同程度的降低,混合燃料的CO2和NOx排放略有下降;混合燃料辛烷值高,造成发动机后燃,使排烟温度升高。依据模糊数学综合评价方法,综合考虑了混合燃料的功率、转矩、燃料消耗量、等效燃料消耗率、能量消耗率、CO、CO2、THC、NOx等指标,分析得出混合燃料120能够体现出较好的综合指标。（3）采集了同步的排放气体,结合气相色谱分析技术,对汽油机尾气中的7种非常规成分进行了定性和定量分析,研究了异丁醇添加比例及发动机转速、负荷对其非常规排放特性的影响规律。结果表明:所有混合燃料燃烧排放的7种非常规排放中乙醇的排放均为最大,甲醇、丙醇、异丁醇等的排放也较多;随着异丁醇掺烧比例的增加,乙醇的排放呈下降趋势,异丁醇的排放呈上升趋势;乙醇和甲醇排放随转矩的增大变化幅度较大,其他非常规气体排放随转矩的增大变化不大。汽油机掺烧异丁醇后醇类排放量之和随异丁醇含量的增加逐渐降低,并且随着异丁醇掺烧比例的增大,醇类排放降低幅度越明显,但是,异丁醇的排放量升高,其中140和I50的异丁醇排放增加最为明显,排放增加幅度分别为5.17.0倍和6.112.0倍。随着异丁醇掺烧比例的增大,甲醛、乙醛、苯等的排放降低幅度越明显。（4）在不对车辆进行任何改造的情况下,将不同比例的异丁醇汽油混合燃料及纯汽油添加到车辆,对整车热机怠速稳定性、排放性能、爬坡能力进行了试验和比较。结果表明:110～150的异丁醇汽油混合燃料的热机怠速质量评定较好;双高怠速（高怠速及怠速）条件下,THC排放、NOx排放和过量空气系数随异丁醇含量的增加呈先增加后减少的情况;I10、120燃料在双怠速情况下的CO排放较大。除110外,其余4种混合燃料的1档低速行驶稳定良好;除I40和150的提速性和动力性稍微欠佳、非满载爬坡能力不足外,其余3种混合燃料表现较好。