A shift toward a circular and $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$-neutral world is required, in which rapid defossilization and lower emissions are realized. A promising alternative fuel that has gained traction is methanol, thanks to its favorable and clean-burning fuel properties as well as its ability to be produced in a carbon-neutral process. Especially methanol’s high knock resistance and its combustion stability offer the opportunity to operate an engine at both a high compression ratio and a high excess air dilution. Although methanol has been investigated in series-production engines for passenger car applications, there is a lack of investigations on a dedicated engine that can operate at methanol’s knock limit. In this paper, methanol’s knock limitation is experimentally assessed by applying high compression ratios to a direct injection spark-ignition single-cylinder research engine. To that end, four compression ratios were investigated: 10.8, 15.0, 17.7, and 20.6. With compression ratios of 15.0 and 17.7, the lean-limit was increased to excess air ratios of 2.0 and 2.1, respectively, compared to 1.7 at a compression ratio of 10.8. For the highest compression ratio of 20.6, the maximum lean burn limit was increased to an excess air ratio of 1.9 due to achieving the maximum cylinder pressure limit. Despite the minor increase in lean-limit, a maximum indicated efficiency of 48.7% was achieved with the highest compression ratio of 20.6. However, even at this high compression ratio, methanol did not show a knock limitation. The investigations in this work provide profound knowledge for future engine investigations with methanol.

向圆形和 $\mathrm{C}{\mathrm{哦}}_2$——需要中立世界，实现快速去化石化和低排放。甲醇是一种很有前景的替代燃料，因为它具有良好的清洁燃烧燃料特性以及在碳中和过程中生产的能力。尤其是甲醇的高抗爆性和燃烧稳定性提供了在高压缩比和高过量空气稀释下运行发动机的机会。尽管已经在乘用车应用的批量生产发动机中研究了甲醇，但缺乏对能够在甲醇爆震极限下运行的专用发动机的研究。在本文中，通过将高压缩比应用于直喷式火花点火单缸研究发动机，对甲醇的爆震限制进行了实验评估。为此，研究了四种压缩比：10.8、15.0、17.7 和 20.6。压缩比为 15.0 和 17.7 时，稀薄极限分别增加到 2.0 和 2.1 的过量空气比，而压缩比为 10.8 时为 1.7。对于 20.6 的最高压缩比，由于达到最大气缸压力限制，最大稀薄燃烧限制增加到 1.9 的过量空气比。尽管稀薄极限略有增加，但在最高压缩比为 20.6 的情况下实现了 48.7% 的最大指示效率。然而，即使在如此高的压缩比下，甲醇也没有表现出爆震限制。这项工作中的研究为未来使用甲醇的发动机研究提供了深刻的知识。与压缩比为 10.8 时的 1.7 相比，稀薄极限分别增加到 2.0 和 2.1 的过量空气比。对于 20.6 的最高压缩比，由于达到最大气缸压力限制，最大稀薄燃烧限制增加到 1.9 的过量空气比。尽管稀薄极限略有增加，但在最高压缩比为 20.6 的情况下实现了 48.7% 的最大指示效率。然而，即使在如此高的压缩比下，甲醇也没有表现出爆震限制。这项工作中的研究为未来使用甲醇的发动机研究提供了深刻的知识。与压缩比为 10.8 时的 1.7 相比，稀薄极限分别增加到 2.0 和 2.1 的过量空气比。对于 20.6 的最高压缩比，由于达到最大气缸压力限制，最大稀薄燃烧限制增加到 1.9 的过量空气比。尽管稀薄极限略有增加，但在最高压缩比为 20.6 的情况下实现了 48.7% 的最大指示效率。然而，即使在如此高的压缩比下，甲醇也没有表现出爆震限制。这项工作中的研究为未来使用甲醇的发动机研究提供了深刻的知识。由于达到最大气缸压力限制，最大稀薄燃烧限制增加到 1.9 的过量空气比。尽管稀薄极限略有增加，但在最高压缩比为 20.6 的情况下实现了 48.7% 的最大指示效率。然而，即使在如此高的压缩比下，甲醇也没有表现出爆震限制。这项工作中的研究为未来使用甲醇的发动机研究提供了深刻的知识。由于达到最大气缸压力限制，最大稀薄燃烧限制增加到 1.9 的过量空气比。尽管稀薄极限略有增加，但在最高压缩比为 20.6 的情况下实现了 48.7% 的最大指示效率。然而，即使在如此高的压缩比下，甲醇也没有表现出爆震限制。这项工作中的研究为未来使用甲醇的发动机研究提供了深刻的知识。