TW201527635A

TW201527635A - 用來控制黏度的引擎操作技術

Info

Publication number: TW201527635A
Application number: TW103136126A
Authority: TW
Inventors: Greg Morris
Original assignee: Gane Energy & Resources Pty Ltd
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2015-07-16
Also published as: WO2015058241A1

Abstract

一種方法用於操作壓縮點火引擎，該方法包括下列步驟：在引導包含甲醇及水的一燃料進入該壓縮點火引擎的該燃燒室之前，測量該燃料的溫度；以及在引導該燃料進入該壓縮點火引擎的該燃燒室之前，控制該燃料之該溫度以控制該燃料之該黏度。該控制步驟可包括：冷卻該燃料以降低該燃料的黏度。也描述數種系統用以實行該方法。該系統可包括：一壓縮點火引擎；以及一控制系統用以在引導一燃料進入該壓縮點火引擎之前測量該燃料之溫度以及在測量後和在引導該燃料進入該壓縮點火引擎之前調整該燃料之該溫度。該系統適合包括一冷卻系統。

Description

用來控制黏度的引擎操作技術

發明領域

本發明係有關於操作引擎的方法以致能使用有與傳統燃料不同之物理性質的新燃料組合物。

發明背景

追求替代習知石化燃料的燃料主要由排放‘乾淨’燃料加上低生產成本及可廣泛取得的需求驅動。關注著重於燃料排放物的環境衝擊。代替燃料的研究聚焦在會減少燃料燃燒所產生之粒狀物質及氧化物數量的燃料以及減少未燃燒燃料和燃燒所排放之二氧化碳及其他產物的燃料。

用於完全或部份替代傳統燃料的燃料替代物還沒有被廣泛使用。

可再生替代燃料完全替代傳統燃料(特別是，壓縮點火引擎的燃料(柴油燃料))的主要缺點之一係有關於與此類燃料之低十六烷指數(cetane index)關連的感知問題。此類燃料存在實現以引擎之有效操作所要求之方式點火的問題。

本案申請人已開發出供使用於壓縮點火(柴油)引擎的新型燃料組合物具有改良的排放輪廓而對燃料效率及/或引擎性能沒有重大不利影響。該燃料組合物包含甲醇及水，以及額外組份(稱作添加物)的水平低。可存在於該燃料中的一添加物是二甲醚。該燃料係引進引擎的燃燒室。根據一些具體實施例，在壓縮及引進稱作「主燃料」或「傳統柴油替代燃料」的甲醇水燃料之前，燻蒸包含點火增強劑(ignition enhancer)(例如，二甲醚)的燻蒸劑(fumigant)進入壓縮點火引擎的進氣氣流。

本案申請人認識到需要進一步改善柴油或壓縮點火引擎的操作以利使用甲醇-水燃料於此類引擎中。這使得用來替代傳統柴油燃料的甲醇-水燃料更有吸引力。

發明概要

包含甲醇及水的柴油引擎燃料比傳統柴油燃料更有流動性或黏性更小。此一低黏度燃料造成更有可能漏出引擎以及在引擎內磨擦。本案申請人已發現，在引導燃料進入燃燒室之前，有可能冷卻以充分提高燃料的黏度使得取代傳統柴油燃料的甲醇-水燃料能在習知壓縮點火引擎中操作。冷卻燃料以及引導冷卻燃料進入壓縮點火引擎的步驟，在壓縮點火引擎操作的領域中與直覺相反。

儘管燃料的冷卻通常需要實現所欲黏度量(viscosity level)，然而吾等認識到，有些國家或區域在年中某些溫度較高的時間才需要這種冷卻。在年度其他時間的當時溫度則不需冷卻。因此，溫度測量及控制步驟用來保證只在必要時進行溫度控制(例如，冷卻)。

因此，本案申請人的工作已導致開發出一序列相關的方法、系統及用途應付基於甲醇之燃料與傳統柴油燃料在壓縮點火引擎之操作中的黏度差異。

根據一方面，提供一種方法用於操作壓縮點火引擎，該方法包括下列步驟：在引導包含甲醇及水的一燃料進入該壓縮點火引擎的該燃燒室之前，測量該燃料的溫度；以及在引導該燃料進入該壓縮點火引擎的該燃燒室之前，控制該燃料之該溫度以控制該燃料之該黏度。

該溫度控制通常會涉及冷卻燃料以提高燃料的黏度。冷卻程度需要實現燃料黏度有所欲程度的增加。

根據第二相關方面，提供一種方法用於操作壓縮點火引擎，該方法包括下列步驟：冷卻包含甲醇及水的一燃料，引導進氣進入該引擎之該燃燒室，引導該冷卻燃料進入該引擎之該燃燒室，以及點火該燃料/空氣混合物以藉此驅動該引擎。

本發明具體實施例的燃料組合物陳述於以下【實施方式】。

該方法更可包括下列步驟：用包含一點火增強劑的一燻蒸劑燻蒸該進氣氣流，及/或預熱該進氣氣流。

根據一些具體實施例，該方法包括下列步驟：用包含一點火增強劑的一燻蒸劑燻蒸該進氣氣流。該燻蒸劑可包括二甲醚。

本案申請人也提供一序列的系統或設備適合用來執行本申請案的方法。

根據第三方面，提供一種系統，其係包括：一壓縮點火引擎；以及一控制系統用以在引導一燃料進入該壓縮點火引擎之前測量該燃料之溫度以及在測量後和在引導該燃料進入該壓縮點火引擎之前調整該燃料之該溫度。

該控制系統適合包括一冷卻系統，因為冷卻為調整燃料溫度至必要溫度以實現所欲黏度所需的典型機制。

根據第四相關方面，也提供一種系統，其係包括：一燃料儲存單元；一壓縮點火引擎；以及一冷卻系統經定位成，在來自該燃料儲存單元的燃料引進該壓縮點火引擎之前，可冷卻該燃料。

該冷卻系統可位於在該燃料儲存單元與該壓縮點火引擎之間的流體通路，使得在操作時，該冷卻系統在來自該燃料箱的燃料被引進該壓縮點火引擎之前冷卻該燃料。該冷卻系統可形成該燃料儲存單元的一組件，例如，它可該燃料儲存單元直接耦合以便使得在引導流出該燃料儲存單元之燃料進入該壓縮點火引擎之前能夠冷卻該燃料。替換地，該冷卻系統可形成該壓縮點火引擎的一組件，例如，該引擎可包括一修改以實現在燃料進入引擎燃燒室之前冷卻該燃料。在其他具體實施例中，該系統可不含燃料儲存單元(例如，燃料可由燃料供給器直接導至引擎而不儲存於燃料儲存單元中)。此類實施例都在本申請案的範疇內，除非明確排除。

該系統更可包括：一控制系統用以測量該燃料的溫度，以及控制該冷卻系統的操作。該控制器可操作以控制該(燃料)冷卻系統以控制燃料溫度落在預設溫度範圍內。該預設溫度範圍可為對應至該燃料之目標黏度的範圍。

根據第五方面，提供一種動力產生方法，其係包括下列步驟：冷卻包含甲醇及水的一燃料，藉由點火該冷卻燃料以產生動力來提供動力給一壓縮點火引擎；處理引擎排氣以從該引擎回收排氣熱及/或水，以及重定向該熱及/或水供進一步使用。

該動力產生方法更可包括：預熱該壓縮點火引擎的一進氣氣流，及/或用一點火增強劑點火該進氣氣流。

該動力產生方法可包括該預熱步驟及該燻蒸步驟兩者。

在一些具體實施例中，該方法用以操作一壓縮點火引擎可包括：測量在引導包含甲醇及水之一燃料進入該壓縮點火引擎之該燃燒室之前，冷卻該燃料的溫度；在引導該燃料進入該壓縮點火引擎之該燃燒室之前，控制該燃料的溫度以控制該燃料的黏度；引導進氣進入該引擎之該燃燒室，以及點火該燃料/空氣混合物以藉此驅動該引擎。

該控制步驟通常包括在引導該燃料進入該壓縮點火引擎的該燃燒室之前，改變該燃料之該溫度。此一改變係回應在測量步驟測得的溫度。如果測得溫度不在該燃料的設定目標範圍內，其係提供目標黏度的溫度，則改變該溫度以使燃料溫度在該目標溫度範圍內。

控制該溫度的步驟通常包括：在引導該燃料進入該壓縮點火引擎之該燃燒室之前，冷卻該燃料。

根據此方法，該對應系統可包括：一壓縮點火引擎；以及一控制系統用以在引導一燃料進入該壓縮點火引擎之前測量該燃料之溫度以及在測量後和在引導該燃料進入該壓縮點火引擎之前調整該燃料之該溫度。

該系統通常會包括：如上述的一冷卻系統。

該系統可包括一燃料儲存單元。替換地，來自一燃料來源的燃料可導至該壓縮點火引擎而不使用中間燃料儲存單元。

如果燃料溫度在對應至該燃料之目標黏度範圍的預設範圍外，該控制系統可操作以冷卻該燃料。如果進入燃料已在必要溫度範圍內，則不調整該溫度。如果進入燃料不在該目標範圍內，則在該燃料被引進該壓縮點火引擎之前，可通過該燃料冷卻系統的操作予以冷卻。

本申請案更有關於一種溫度調整用途能在引導包含甲醇及水之一燃料進入一壓縮點火引擎之前修改該燃料的黏度。在一些具體實施例中，該溫度調整為冷卻。

本申請案更提供基於甲醇而且含水之燃料的溫度調整用途，以修改該基於甲醇之燃料的黏度以落在適合壓縮點火引擎之操作的範圍內。該溫度調整為冷卻較佳。

1‧‧‧燃料儲存單元

2‧‧‧冷卻系統/冷凝器

3‧‧‧壓縮點火引擎

4‧‧‧觸媒反應器

11‧‧‧甲醇水燃料

12‧‧‧冷卻燃料

13‧‧‧進氣氣流

14‧‧‧燻蒸劑

22‧‧‧排氣

28‧‧‧組份

34‧‧‧排氣處理

此時參考附圖舉例說明本發明的具體實施例。

圖1的示意圖根據本發明之一具體實施例圖示包含燃料儲存單元、冷卻單元以及壓縮點火引擎的系統；圖2(a)圖示磨擦係數隨著薄膜厚度而改變的斯特里貝克曲線，應注意，在負載不變下，薄膜厚度與拽引速度(entrainment speed)及黏度兩者的乘積成正比；圖2(b)示意圖示袖珍牽引力機器(mini traction machine，MTM)，實驗部門用它來做在低負載下的磨擦測量。測量以不同速度旋轉的球與盤之間的磨擦；圖3的曲線圖以(a)%甲醇(線性比例)，以及(b)溫度(對數線性比例)為橫座標圖示在實驗部門完成的甲醇-水混合物黏度測量值(以mPas測量)。用資料經驗擬合該等直線；圖4圖示甲醇-水系統之磨擦學性質用球對盤磨擦計(示意圖示於圖2(b))做試驗的研究結果。在不鏽鋼接觸件之間測得的磨擦係數為拽引速度(上圖)及(潤滑劑黏度x拽引速度)(下圖)的函數；圖5的曲線圖圖示在不鏽鋼接觸件之間測得的磨擦係數(對數刻度)為(潤滑劑黏度x拽引速度)在4℃的函數。用資料經驗擬合該直線。曲線圖中的星星表示利用各自在-15℃及-30℃的黏度估計70%甲醇(30%水)在500毫米/秒的磨擦係數；圖6為100%甲醇及70%甲醇：30%水之磨擦係數(在500毫米/秒)-溫度曲線圖。呈現在實心垂直線(用指向左邊的箭頭表示)左邊的資料係基於圖5的資料，以及呈現在垂直線右邊的資料基於用磨擦計測得的磨擦係數。

較佳實施例之詳細說明

描述於本文的方法及系統係有關於方法及系統使得壓縮點火(CI)引擎能夠使用甲醇-水燃料。

在本案申請人共審查中之世界專利申請案第PCT/AU2011/001530號、PCT/AU2011/001531號以及第PCT/AU2013/000555號中，提及與一旦燃料供給至引擎時之引擎操作有關的細節，該等文獻特別併入本文作為參考資料。該等共審查中之申請案描述適合甲醇-水燃料的組合物，壓縮點火引擎可如何操作及控制，在引擎操作期間產生之熱及水的回收和再利用，以及如何由供引擎使用的前期燃料(pre-fuel)產生燻蒸劑及主燃料組合物，其他有關事項。

本申請案聚焦於修改使用壓縮點火引擎的方法以致能使用在典型氣候溫度下黏度比傳統柴油燃料低的甲醇-水燃料。這涉及使用冷卻步驟以在輸送或供給燃料至引擎以提供動力給該引擎之前冷卻燃料。

基礎理論

在面臨低黏度燃料的問題時，本技藝的自然途徑是要通過使用添加物來提高燃料的黏度。本案申請人的途徑是應付低黏度燃料的新方法，包括使用在引導燃料進入引擎之前冷卻該燃料的預備步驟。本案申請人已審查溫度以及甲醇及水含量對於燃料組合物之黏度的衝擊。儘管已知液體的黏度在冷卻時傾向增加，然而不料各自有極低黏度之甲醇及水的組合會有夠高的黏度增加以致能取代習知壓縮點火引擎的柴油燃料。事實上，以下所報告的實驗室工作顯示達50：50之甲醇：水含量的甲醇及水混合物在-30至+30℃的範圍內有黏度接近或超過甲醇單獨在相同溫度之黏度的兩倍。此外，溫度減少時，混合物在此組成範圍內的黏度導致黏度增加更多，這使黏度進入柴油引擎燃料黏度範圍。應注意，儘管基於黏度，有此比例的甲醇與水特別合適，當黏度因子與其他因子(例如，引擎操作及引擎排放)平衡時，燃料的甲醇：水比例可稍微落在此範圍外。以下更詳細地描述適當的燃料組合物。

該系統的組件

該系統的核心組件示意圖示於圖1。如圖1所示，該系統包括視需要的燃料儲存單元(1)、冷卻系統(2)、以及壓縮點火引擎(3)。這三個組件係流體連通，其中該冷卻系統位於在燃料儲存單元與壓縮點火引擎之間的流體通路中。應注意，在有些情形下，燃料可由燃料產生器直接輸送至引擎而沒有中間的燃料儲存單元，因此燃料儲存單元可能不存在於本發明的所有具體實施例中。

燃料儲存單元

該燃料儲存單元可具有適合儲存燃料的任何組態。該燃料儲存單元的形式可為燃料儲存槽或數個。該燃料儲存單元可固定在一位置，可運送，或可形成整合車輛的一部份，例如火車或船舶。形狀、大小、組態及構造可為本技藝習知用於儲存燃料的任何類型。

冷卻系統

該冷卻系統可為任何一種在引導燃料進入壓縮點火引擎燃燒室之前能夠冷卻該燃料者。該冷卻系統的形式可為冷凝器(chiller)。冷凝器用來提供冷凝水或其他流體供空調系統和其他工業應用系統用。該冷凝器可包括一壓縮機。該壓縮機可為任何適當類型，例如離心壓縮機、往復壓縮機或螺旋壓縮機。該冷卻系統可包括一個或一系列的冷凝器。當使用多個冷凝器時，它們可串聯或並聯。該冷卻單元可以連續冷卻模式操作用以在燃料通過冷卻單元時冷卻燃料然後進入引擎，或可以分批法操作。連續冷卻為較佳。

該冷卻系統或冷凝器可用任何適當技術來提供動力。實施例包括由外部電力提供動力的冷凝器，由壓縮點火引擎提供動力的冷凝器，以及利用引擎冷卻劑廢熱的冷凝器。以由壓縮點火引擎本身提供動力的冷凝器而言，經由由壓縮點火引擎提供動力的軸桿或任何其他配置，可驅動該冷凝器。以利用引擎冷卻劑的冷凝器而言，蒸發或冷凝媒體在低溫蒸發以及蒸氣(例如甲醇蒸氣)吸附於適當媒體上，例如活性碳。當吸附劑接近飽和時，熱冷卻劑(例如，約100至130℃的引擎冷卻劑)用來蒸出被吸附的蒸氣以重新開始冷卻循環。

冷卻係指在引導燃料進入引擎之前燃料的溫度得以從預冷溫度減少到冷卻溫度。

經由熱交換直接或間接地利用廢排氣熱也可用來提供有充分高溫的輸入熱能以驅動用來冷卻燃料的任何適當冷卻循環。

在一些具體實施例中，該冷卻系統可包括蒸發燃料中之一組份以造成剩餘燃料的溫度降低。在其他具體實施例中，該冷卻系統實現冷卻而不改變燃料組合物。換言之，在此類具體實施例中，該冷卻系統實現冷卻同時維持燃料組合物。此類冷卻系統的操作可為藉由熱交換，或藉由冷凝器之操作，例如可再生的熱吸附材料。

必要冷卻程度可隨著必要黏度增加範圍以及取決於當時大氣或季節條件而改變。冷卻程度也會取決於水與甲醇在燃料中的相對比例。若有的話，燃料的二甲醚含量也可能有影響。

例如，該燃料可冷卻至少2℃，例如至少3℃，至少4℃，至少5℃，至少6℃，至少7℃，至少8℃，至少9℃，至少10℃，至少11℃，至少12℃，至少13℃，至少14℃，至少15℃，至少20℃，至少25℃，至少30℃，至少40℃，至少50℃，至少60℃，或更多。該燃料在冷卻前的溫度是在冷卻操作發生前的那一刻測量。如果燃料在冷卻前通過流體導管，根據一具體實施例，預冷溫度是在冷卻之前的流體導管中測得。如果燃料在冷卻之前儲存於燃料儲存槽中，根據一具體實施例，預冷溫度是在冷卻之前的流體導管中測得。燃料在冷卻後的溫度可在冷卻之後以及在燃料引進引擎之前測得。根據一具體實施例，可在剛好在燃料引進引擎之前測量。在冷卻步驟後與引進引擎時，燃料溫度可能有變化，亦即，在冷卻步驟與進入引擎的那一刻之間，燃料的溫度可能增加。要求的是，燃料不會回到預冷溫度，以得到本發明的效益。

根據數個具體實施例，該燃料的溫度在引進引擎之前冷卻到15℃或更少，或10℃或更少。根據數個具體實施例，該燃料的溫度冷卻到8℃或更少，6℃或更少，4℃或更少，2℃或更少，0℃或更少，-2℃或更少，-4℃或更少，-6℃或更少，-8℃或更少，-10℃或更少，-12℃或更少，-14℃或更少，-16℃或更少，-18℃或更少，或-20℃或更少。該方法及系統得到顯著效益的適當冷卻燃料溫度約為-10℃或更少。

應瞭解，該方法及系統折中冷凍甲醇水燃料的必要能量與所產生的熱能。為冷凍能量/熱能之度量的性能係數(COP)可在約0.6至0.7的區域中，這取決於燃料在冷卻之前及之後的溫度。本發明系統可從可充分取得的引擎廢熱實現必要冷卻。

該冷卻系統經安置或定位成可引導通過冷卻系統冷卻的燃料進入壓縮點火引擎而不回到燃料的預冷溫度。應注意，燃料溫度在冷卻後可能有些不可避免的增加。通過燃料通道或燃料管線的隔離，溫度在冷卻後增加可合意地保持最小。儘管合意地避免燃料再加熱，然而應注意，燃料溫度在接近噴入引擎的那一刻可能增加，在此溫度條件高很多。因此，應注意，在燃料溫度應保持在冷卻溫度的時段只需要繼續保持直到燃料到達引擎(例如，引擎的燃料噴射器組件)。

該冷卻系統可位於在壓縮點火引擎前面的任何適當位置。該壓縮點火引擎一般會包括燃料泵或與其關連，該燃料泵按需要泵送燃料進入引擎。該引擎通常也包括燃料噴射器(或數個)。在通向壓縮點火引擎(或彼之燃料噴射器(或數個))的流體通路中，該冷卻系統可位在燃料泵之前或之後。在經由噴射器噴入引擎之前，適合應用冷卻或溫度控制。

最好，從溫度控制點(亦即，位置)(例如，冷卻點)直到燃料引進引擎，隔離有燃料流動通過的通道及設備。隔離想要最小化在施加至燃料的任何溫度控制(例如，冷卻)之後的任何後續熱變化。例如，如果在通過燃料泵泵送引擎之前冷卻燃料，則可隔離燃料泵以免在燃料引進引擎之前燃料有過多熱增益。在另一實施例中，如果在泵送之後以及在噴入引擎之前控制(冷卻)燃料溫度，則可隔離在控制階段(例如，冷卻階段)與燃料噴射器之間的燃料通道。為此目的，可隔離該等燃料噴射器組件直到燃料噴射器尖端。應瞭解，在與該引擎燃燒室密切關連的燃料噴射器尖端處，會影響燃料在進入引擎時的加熱，因此隔離在該區域的影響很小而不需要。

在一些具體實施例中，甲醇水燃料於溫度在 -15℃至+15℃之間時黏度落在以20℃至80℃測得的典型柴油燃料範圍內。當時壓力條件會影響黏度。

在大氣壓力，甲醇：水燃料的黏度範圍在溫度小於15℃時(溫度在10℃或更少，0℃或更少，或-10℃或更少為較佳)可在約1.0mPas至6.0mPas之間(這對應至在此壓力下溫度範圍約20℃至80℃的典型柴油範圍)，在1.0至5.0mPas之間，1.0至4.0mPas之間，或1.0至3.0mPas之間也合適。在1000巴，甲醇：水燃料在溫度小於15℃時(溫度在10℃或更少，0℃或更少，或-10℃或更少為較佳)的黏度範圍是在約2.9mPas至12mPas之間(這對應至在此壓力下溫度範圍約25℃至80℃的典型柴油範圍)。在大氣壓力至1000巴壓力之間的壓力下，甲醇：水燃料的黏度適合在這些範圍內。總而言之，考慮到壓力條件延伸到1000巴壓力以上的寬廣範圍，黏度在1.0至18mPas之間是合適的。黏度至少可為1.2、1.4或1.6mPas。該範圍的最大黏度為18、16、14、12、10、8.0、7.0、6.5、6.0、5.5、5.0、4.8、4.6、4.4、4.2、4.0、3.8、3.6或3.4是合適的。每個下限值及上限值可獨立組合，但不限於。黏度為動力學黏度。

應瞭解，當在燃料通過燃料泵之後實現冷卻時，燃料的壓力會高於大氣壓力，以及納入考慮在冷卻之後或在進入燃料噴射器(或數個)那一刻的黏度。在實現通過燃料泵之前的冷卻時，可應用較低的壓力條件(約等於大氣壓力)。

在一些具體實施例中，該方法包括：通過溫度控制及/或組合控制來控制燃料黏度以實現與傳統柴油燃料類似直到噴射器的黏度性能。組合控制係指控制甲醇-水燃料的水含量。直到噴射器的性能係指燃料剛好在燃料噴射之前通過以及直到燃料噴射。這可向後延伸以包括燃料通過燃料泵。不然，這可延伸穿過流體管線直到燃料噴射器(或數個)的一部份。因此，換言之，該方法可包括：通過溫度控制及/或水組合物控制來控制燃料黏度以在燃料噴射實現與傳統柴油燃料類似的黏度性能。

在一些具體實施例中，此黏度為燃料引進燃料噴射器(或數個)那時的黏度。在一些具體實施例中，此黏度為當時在通過燃料泵之通路中的黏度。在一些具體實施例中，此黏度為當時通過由燃料儲存單元至壓縮點火引擎之流體通道之至少一部份之通路的黏度。在一些具體實施例中，係通過溫度控制來控制黏度。

壓縮點火引擎

該壓縮點火引擎或柴油引擎可具有本技藝習知或所用的任何構造或組態。描述於本文的燃料及方法適於提供動力給壓縮點火(CI)引擎。特別是，該燃料及方法最適合或不受限於以中速至低速操作的CI引擎，例如1000rpm或更少。引擎的速度甚至可為800rpm或更少，例如500rpm或更少。引擎的速度甚至可為300rpm或更少，例如150rpm或更少。

該壓縮點火引擎最好為大柴油引擎，例如船舶柴油引擎，火車柴油引擎或發電柴油引擎。較大CI引擎有較慢的速度允許選定燃料組合物有充分的時間完成燃燒以及蒸發有夠高百分比的燃料以實現有效操作。

不過，應瞭解，CI引擎可能為以高速操作的較小CI引擎。此類引擎的實施例為以大約2000rpm及1000rpm操作者。

根據一些具體實施例，提供一種船舶、火車或電氣動力產生設施，其係包括：一燃料儲存單元；一壓縮點火引擎；以及一冷卻系統經定位成，在來自該燃料儲存單元的燃料引進該壓縮點火引擎之前，可冷卻該燃料。

甲醇水燃料

稱為甲醇水燃料或「主燃料組合物」的燃料組合物包含甲醇及水。該燃料為壓縮點火引擎燃料，亦即，柴油引擎燃料。該燃料可包含如以下所述的組份，以及作為一實施例，按重量可含有0%至20%的二甲醚。應注意，該甲醇水燃料也可稱為「傳統柴油替代燃料」，因為它噴入引擎以取代傳統柴油燃料。(該甲醇水燃料與可導入進入柴油引擎之進氣氣流作為傳統柴油燃料驅動引擎之補充料的「二次燃料」有區別)。

至今，甲醇在壓縮點火引擎已找不到商業應用。在3至5範圍內的低十六烷指數突顯使用純淨或混合的甲醇作為引擎燃料的缺點。此低十六烷指數使得甲醇在CI引擎中難以點火。水混入甲醇使燃料的十六烷指數進一步降低使得甲醇/水混合燃料的燃燒更加困難，以及因此結合水與甲醇供使用於CI引擎被認為是違反直覺的。水在燃料噴射後的效果為下列中之一者：在水變熱及蒸發時冷卻，進一步降低有效十六烷。

不過，已發現，甲醇-水混合燃料可有效用於壓縮點火引擎以及有較乾淨的排氣排放物，只要引擎用含有點火增強劑的燻蒸劑燻蒸。

前面已描述適用於燃料組合物的甲醇，而不是作為加熱或烹調燃料供燃燒以產生熱。應用於柴油引擎燃料的原理相當不同，因為燃料在壓縮點火引擎中必須在壓縮下點火。如果有什麼的話，可收集到關於使用甲醇及其他組份於烹調/加熱燃料中的參考資料很少。

該主燃料可為均勻燃料或單相燃料。該燃料通常不是包含乳化在一起之獨立有機相及水相的乳化燃料。因此，該燃料可以無乳化劑。附加組份在燃料中的調適由甲醇及水兩者的雙溶解性輔助，這使得能夠溶解範圍較廣的材料於可使用的各種水：甲醇比例及濃度中。該前期燃料也是均勻燃料或單相燃料。

提及於本文的所有數量都以重量計，除非有特別說明。在描述一組份在主燃料組合物中的百分比數量時，係指該組份佔全部主燃料組合物之重量的百分比。

從廣義上講，水與甲醇在主燃料組合物中的相對量可高於0.0：100.0水：甲醇。在一些具體實施例中，水與甲醇的相對量按重量是在0.5：99.5至80：20之間。根據一些具體實施例，最小含水量(相對於甲醇)為2：98，例如3：97、5：95、7：93、10：90、15：95、19：81、21：79的最小比例。根據一些具體實施例，水(相對於甲醇)在組合物中的上限為80：20，例如75：25、70：30、60：40、50：50或40：60。水在組合物中的相對量可視為在「低至中含水量」範圍，或「中至高含水量」範圍。「低至中含水量」範圍涵蓋由上述任一最小含量至多到18：82，20：80，25：75，30：70，40：60，50：50或者是60：40的範圍。「中至高含水量」範圍涵蓋由20：80、21：79、25：75、30：70、40：60、50：50、56：44或者是60：40至多到上述上限中之一者的範圍。典型丘/中含水量範圍為4：96至50：50，以及典型中/高含水量範圍為由50：50至80：20。典型低含水量範圍為由5：95至35：65。典型中含水量範圍為由35：65至55：45。典型高含水量範圍為由55：45至80：20。

考慮到按重量水在全部主燃料組合物中的百分比，水在主燃料組合物中的相對量可高於2%，例如按重量高於2.5%，或至少可為3.0%、或4.0%、或5%、10%、12%、15%、20%或22%。水在全部主燃料組合物中的最大數量按重量可為68%、60%、55%、50%、40%、35%、32%、30%、25%、23%、20%、15%或10%。該等最小含量中之任一者可與一最大含量組合而無限制，除了要求最小含量低於最大含水量以外。

為了通過如本文所述之方法得到黏度增加的最大效益，水與甲醇在燃料中的相對量在5：95至60：40之間是合適的。最好水與甲醇在燃料中至少可為8：92、10：90、12：88，以及至多50：50、40：60、30：70、28：72、26：74、25：75、24：76、23：77、22：78、21：79、20：80。適當範圍基於水與甲醇之組合重量約為12至23%的水，或基於相同的測量值在15至20%之間。這個水：甲醇範圍考慮到黏度改善效果之間的平衡，以及合意的BTE(制動熱效率)和氮氧化物(NOx)排放物減少。

單獨就合意BTE而言，水在燃料組合物中的數量在一些具體實施例中按重量是在3%至32%之間。以甲醇-水壓縮點火引擎燃料而言，制動熱效率尖峰的最優區域是在按重量水在主燃料組合物中的12%至23%之間。該範圍可由這兩個範圍中之較為寬者逐漸地變窄為較窄者。在一些具體實施例中，這是結合點火增強劑在主燃料組合物中的數量，其係不大於主燃料組合物的20%重量。以下陳述點火增強劑的細節。

對於氮氧化物排放物的最大減量(不包括其他所欲結果的補貼)，一些具體實施例，水在燃料組合物中的數量按重量是在22%至68%之間。氮氧化物排放物之最大減量的最優區域水以主燃料組合物之重量計是在30%至60%之間。該範圍可由這兩個範圍中之較為寬者逐漸地變窄為較窄者。由於一氧化氮為主要氮氧化物排放物組份，可參考一氧化氮排放物，因為它在所有氮氧化物排放物中有較大的比例或示值。

在一些具體實施例中，對於燃料性質、黏度改良及排放物的合意平衡，該主燃料組合物以主燃料組合物重量計包含5%至60%的水，例如8%至50%的水，8%至40%的水，10%至30%的水，10%至25%的水，10%至20%的水，或12%至20%的水。

以下實驗結果顯示，對於有大於50%重量甲醇的燃料，水的增加量與甲醇水燃料之黏度的增加關連。此黏度增加被燃料的溫度下降進一步驅動。如以下所示，藉由結合水加入基於甲醇之燃料的概念與燃料溫度下降(或溫度控制到適當的低位)的概念，可實現黏度改良以使黏度進入柴油燃料在引擎中以典型引擎操作溫度操作所提供的範圍。

應注意，由於通過溫度控制及/或組合控制(亦即，水組合物控制)可實現控制黏度，因此變成有可能最小化或排除黏度添加物、潤滑力添加物或兩者的需要。此類添加物在燃料組合物中的需要量可低至2000ppm或更少、 1500ppm或更少、1000ppm或更少、800ppm或更少、600ppm或更少、或500ppm或更少。Ppm以重量計。

對於用甲醇/水主燃料組合物及燻蒸來操作壓縮點火引擎而不是其他點火增強技術，例如進氣口預熱或吹氣(描述於前述共審查中之申請案的描述)，燃料中的水含量可在低至中位，在低含水量為較佳。當含水量在較高端時，該方法大體受益於進氣預熱，以克服含水量在主燃料組合物中增加的增加冷卻效果。預熱技術為如以上吾等共審查中之申請案所述者。

甲醇在總主燃料組合物的數量按主燃料組合物重量最好至少有20%。根據一些具體實施例，甲醇在燃料組合物中的數量為燃料組合物的至少30%、至少40%、至少50%、至少60%或至少70%。水在總主燃料組合物中的數量可為至少3%、至少4%、至少5%、至少6%、至少7%、至少8%、至少9%、至少10%、至少11%、至少12%、至少13%、至少14%、至少15%、至少16%、至少17%、至少18%、至少19%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、以及至少70%。當水在主燃料組合物中的重量增加時，愈來愈讓人驚奇的是，用燻蒸劑燻蒸進氣可克服水在燃料中在點火方面的懲罰，以及在IMEP的COV方面有平滑操作並產生淨動力輸出。增加含水量直到50：50的水：甲醇也提供甲醇水燃料黏度量有較大改善(增加)的效益。

甲醇及水在總主燃料組合物中的組合量以燃料組合物重量計可為至少75%，例如至少80%、至少85%、或至少90%。該主燃料組合物可包括一或更多添加物，以主燃料組合物重量計其組合量達25%、或達20%或達15%或達10%。在一些具體實施例中，添加物的總或組合含量不大於主燃料組合物的5%。關於黏度添加物及潤滑力添加物，如以上所示，可最小化該等添加物的數量，以及在燃料組合物中可只構成總添加物的一小部份。在一些具體實施例中，可設定此類添加物的含量為不大於燃料組合物的1000ppm、或不大於800ppm、不大於600ppm或不大於500ppm。在此類別外的添加物可具有減少甲醇：水燃料之黏度的效果(相較於沒有此類添加物的相同燃料)，因此溫度控制及/或組合控制(水組合控制)可進一步用來抵消該添加物含量在該燃料中的影響。

用來生產燃料組合物的甲醇可來自任何來源。作為一實施例，該甲醇可為製成或廢甲醇，或粗或半精製甲醇，或未精製甲醇。此類甲醇來源在此一起被稱作「天然甲醇」，以及此用語係指甲醇源自甲醇含量小於95%的來源。該天然甲醇通常主要含有甲醇，其餘為水，以及在製造甲醇的正常過程期間，乙醇、乙醛、酮或其他碳氬及氧分子的數量較高。廢甲醇可能或可能不適合，這取決於污染的程度及類型。參考以上關於甲醇及水之比例或甲醇在燃料組合物以重量計之數量的段落，其係指稱甲醇本身在甲醇來源中的數量。因此，在甲醇來源為含有90%甲醇及其他組份的天然甲醇以及此天然甲醇在燃料組合物中的數量為50%時，則甲醇的實際數量被視為是45%的甲醇。在測定水在燃料組合物的數量時，甲醇來源中的水組份納入考慮，以及在估算該等組份在產品中的相對量時，其他雜質當作添加物，除非另有特別說明。可存在於天然甲醇之中的較高乙醇、乙醛及酮可用作可溶燃料展劑添加物(soluble fuel extender additive)。

根據一些具體實施例，該燃料組合物包含天然甲醇。用語「天然甲醇」涵蓋低純度甲醇來源，例如含有甲醇、水及達35%非水雜質的甲醇來源。天然甲醇的甲醇含量可為95%或更少。該天然甲醇可直接用於該燃料而不進一步精製。典型非水雜質包含較高的乙醇、乙醛、酮。用語「天然甲醇」包括廢甲醇、粗甲醇及半精製甲醇。此具體實施例的特別優點是，含有含量較高之雜質的天然甲醇可直接用於CI引擎的燃料而不必昂貴的精製。就此情形而言，添加物(亦即，天然甲醇雜質及其他燃料組合物添加物，水除外)含量可達燃料組合物(包括天然甲醇中的雜質)的60%。對於使用較高純度甲醇(例如，98%或較高百分比的純甲醇)的燃料組合物作為來源，添加物總含量可較低，例如不大於25%、不大於20%、不大於15%或不大於10%。

根據一些具體實施例，該燃料的甲醇來源為高純度甲醇。這係指甲醇含有95%以上的甲醇，至少96%、97%或98%的甲醇為較佳。

有適當品質的任何水可作為用於燃料組合物之水的來源。水的來源可為加入作為未蒸餾粗甲醇之一部份的水，或回收水，或用逆滲透(「RO水」)純化、用活性物質(例如，活性碳)或進一步化學處理、去離子化、蒸餾或蒸發技術純化的天然或污染水(例如，含鹽的海水)。該水可來自這些來源的組合。根據一具體實施例，本申請案方法中所添加的水為回收自壓縮點火引擎之排氣的水。此水可經由熱交換器及噴霧室(spray chamber)或其他類似操作回收。此回收及再利用技術致能排氣排放物的淨化。在此情形下，水被回收回到引擎以及有或沒有任何捕獲未燃燒燃料，碳氫化合物或顆粒或其他燃燒產物被送回到引擎以及經由循環燃燒步驟回收到消失，或用純化的習知手段處理。在一些具體實施例中，該水可為鹽水，例如海水，其係已被純化以去除鹽。此具體實施例適合船舶應用，例如船用CI引擎，或在孤島位置之CI引擎的操作。

水質會通過直到進入引擎之噴射點的供應鏈影響腐蝕以及引擎沉積特性，以及在這些情況下，可能需要用防腐蝕添加物或其他方法適當地處理主燃料。

甲醇水燃料組合物中的添加物

可存在於前期燃料組合物及/或主燃料組合物中的添加物可從下列類別中之一或更多選出，但不因此受限：

1.點火改良劑添加物。這些也可稱為點火增強劑。點火改良劑為促進開始燃燒的組份。此類型的分子本質上不穩定，以及此不穩定性導致「自行開始」的反應造成主燃料組份(例如，甲醇)的燃燒。該點火改良劑可選自本技藝所習知的材料以具有點火增強性質，例如***(包括C1-C6***，例如二甲醚)，烷基硝酸鹽，烷基過氧化物，揮發性碳氫化合物，含氧碳氫化合物，以及彼等之混合物。

除了該等典型點火增強劑以外，在點火前於液體燃料組份蒸發後存在於燃燒區中的細微分散碳水化合物粒子可具有或不具有作為點火增強劑的角色，不過，存在此類物種有助於總空氣/燃料混合物更完全及快速地燃燒。

儘管額外點火改良劑可加入主燃料，然而描述本文的技術在沒有此類添加下可促進在引擎操作範圍內的點火。因此，根據一些具體實施例，該主燃料沒有點火改良劑添加物。在其他具體實施例中，該主燃料沒有DME(然而它可包含其他點火改良劑)。在二甲醚作為點火改良劑的情形下，根據一些具體實施例，二甲醚在燃料組合物中少於20%、少於15%、少於10%、少於5%、少於3%、少於1%、或全無。在一些具體實施例中，***(任何類型，例如二甲基或二***)在主燃料組合物中的數量少於20%、少於15%、少於10%、少於5%。

在一些具體實施例中，由一或至多兩種特定化學物提供至少80%存在於主燃料組合物之中的點火增強劑，實施例為二甲醚與二***。在一具體實施例中，主燃料組合物中存在有單一化學名稱(single chemical identity)的點火增強劑。在一具體實施例中，主燃料組合物中至少80%的點火增強劑由有單一化學名稱的點火增強劑構成。在各個情形下，構成點火增強劑的單一點火增強劑，或80%以上的點火增強劑組份可為二甲醚。在其他具體實施例中，該點火增強劑包含由三種或更多點火增強劑組成的混合物。

在一些具體實施例中，點火增強劑在主燃料組合物中的數量不大於燃料組合物的20%，例如不大於10%或不大於5%。

2.燃料展劑。燃料展劑為提供熱能以驅動引擎的材料。用作燃料展劑的材料可以此目的作為加入燃料組合物的主要目的，或添加物材料可提供此功能及另一功能。

此類燃料展劑的實施例為：

a)碳水化合物。碳水化合物包括糖及澱粉。可加入該碳水化合物用作燃料展劑，然而它也可用作點火改良劑，及/或燃燒改良劑。該碳水化合物最好為可溶的水/甲醇，其中較高的含水量能容納例如糖在主燃料中較大溶解作用。富水(單相)主燃料組合物使得碳水化合物(例如，糖)能夠溶解，不過，當燃料組合物中的液體溶劑(水/甲醇)在引擎中蒸發時，碳水化合物溶解物可能形成低LEL(***下限值)組合物的微細高表面積懸浮粒子在引擎狀態下會分解/反應而改善主燃料混合物的點火特性。為了實現該混合物的可燃性改良，最好此碳水化合物添加物的數量為至少1%，至少1.5%為較佳，以及至少5%更佳。

b)可溶燃料展劑添加物。燃料展劑添加物為可燃材料。這些添加物可當作個別組份添加或可為用來生產主燃料組合物的未蒸餾甲醇之一部份。此類添加物包括C2-C8乙醇、***、酮、乙醛、脂肪酸酯及彼等之混合物。脂肪酸酯，例如脂肪酸甲基酯，可具有生物燃料起源(biofuel origin)。這些可通過任何生物燃料來源或方法獲得。彼等的典型生產方法涉及植物源油的轉脂作用(transesterification)，例如油菜子、棕櫚或大豆油等等。可能有機會在經濟上增加燃料展劑在主燃料組合物本身中的含量用於特別市場，在此可生產或生長此類添加物以及當地消費，減少進口基本燃料及/或添加物的需要。在此類條件下，最好主燃料組合物的數量或處理速率(treat rate)達30%或達40%或達50%，然而可特別考慮濃度達60%的總添加物，包括該等燃料展劑添加物，在此甲醇來源為天然甲醇。

3.燃燒增強劑。這些也可稱為燃燒改良劑。燃燒增強劑的實施例為硝化銨化合物，例如硝酸銨。在200℃，硝酸銨根據以下反應分解為氧化亞氮：NH₄NO₃=N₂O+2H₂O

形成的氧化亞氮在存在水的情形下以與氧類似的方式與燃料反應，例如：CH₃OH+H₂O=3H₂+CO₂

H₂+N₂O=H₂O+N₂

CH₃OH+₃N₂O=3N₂+CO₂+2H₂O

可使用的其他硝化銨化合物包括例如乙基硝酸銨與三乙基硝酸銨，然而這些硝酸鹽也可視為點火增強劑(十六烷)而不是燃燒增強劑，因為它們在燃料中的主要功能是點火增強。

其他燃燒改良劑可包括金屬或離子物種，後者在燃燒前或後的環境下由解離(dissociation)形成。

4.吸氧油。該吸氧油最好為在水甲醇混合物中可溶解者。吸氧油有低自動點火點而且也有能力在燃燒前直接吸收氧以油的重量計數量例如有30%。在周遭水蒸發後，氧從熱氣相快速凝結成油/固相會更快地加熱油粒子造成周遭蒸發及過熱的甲醇點火。十分適合此角色的油為亞麻油，在主燃料混合物中，濃度約有1至5%。如果主燃料組合物使用此添加物，該燃料混合物應儲存於惰性氣體層(inert gas blanket)下以最小化油被氧分解。亞麻油為含脂肪酸油。可使用其他含脂肪酸油取代或除了亞麻油之外。較佳的油為溶入甲醇相或可互溶於甲醇中者，以產生均勻單相組合物。不過，在一些具體實施例中，可使用水/甲醇不互溶的油，特別是，如果乳化添加物也存在於燃料組合物中的話。

5.潤滑力添加物。潤滑力添加物的實施例包括二乙醇胺(diethanolamine)衍生物，含氟界面活性劑(fluorosurfactants)，以及脂肪酸酯，例如在一定程度上可溶於為主燃料組合物之基礎的水/甲醇混合物中的生物燃料。

6.產品染色添加物。染色添加物協助確保燃料組合物不被誤認為液體飲料，例如水。可使用任何水溶性染料，例如黃、紅、藍染料或這些染料的組合。該染料可為合標準的工業液體染料。

7.焰色添加物(flame colour additives)。無限定性實施例包括鈉，鋰，鈣或鍶的碳酸鹽或乙酸鹽。可選擇該等焰色添加物以實現較佳的產品顏色以及穩定的最終產品酸鹼值。在選擇要使用添加物時，可考慮到引擎沉積注意事項，如有的話。

8.防腐蝕添加物。防腐蝕添加物的無限定性實施例包括胺和銨的衍生物。

9.殺菌劑。儘管可添加殺菌劑，然而一般來說不需要，因為主燃料中的高乙醇(甲醇)含量可防止生物生長或生物污染。因此，根據一些具體實施例，主燃料無殺菌劑。

10.凝固點下降劑(Freeze Point depressant)。儘管燃料可加入凝固點下降劑，然而甲醇(以及為了其他目的而添加的視需要添加物，例如糖)可壓抑水的凝固點。因此，根據一些具體實施例，主燃料沒有額外專用的凝固點下降劑。

11.沉積還原劑。無限定性實施例包括多元醇醚(polyolether)與三乙醇胺(triethanolamine)。

12.變性劑(denaturant)，如有必要的話。

13.酸鹼值控制劑。可使用升高或降低酸鹼值至適當酸鹼值的藥劑，其係與該燃料相容。

14.黏度增加添加物。此類添加物市上有售。

該等添加物，以及特別是，明示於以上第1項及第2項之中的，可添加至燃料作為標準工業貿易產品(亦即，以精製的形式)或者是作為半加工水溶液(亦即，以未精製的形式、半精製或的形式或天然的形式)。後一選項有可能減少添加物的成本。使用此類天然添加物源的條件在於天然形式添加物之中的雜質，例如粗糖溶液，或糖漿，作為一實施例，對於燃料噴射器或引擎性能沒有不利影響。

根據一些具體實施例，該燃料包括至少一添加物。根據一些具體實施例，該主燃料包括至少兩種不同的添加物。

上文是把***作為點火改良劑及可溶燃料展劑添加物的實施例。不論預定功能為何，然而在一些具體實施例中，***的總共含量可小於燃料組合物的20%、小於15%、小於10%、小於5%、小於3%，或、小於1%。該數量可大於0.2%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、12%。可組合下限及上限而沒有限制，只要下限低於選定的上限。作為一特定實施例，二甲醚在甲醇水燃料的數量最好不大於20%，小於20%是合適的。其他上限按照上述***極限。最小數量可如本段落先前所示。

該燃料組合物可包括***而不是二甲醚，但是根據較佳具體實施例，該燃料包含二甲醚作為***的唯一組份。在其他具體實施例中，除了二甲醚以外，燃料組合物加入其他***。

在一些具體實施例中，本申請案方法、系統及用途中所用的燃料包括甲醇、水，以及二甲醚按重量不大於20%。應注意，關於燃料組合物包含甲醇及水，以及二甲醚按重量不大於20%，應被解釋成涵蓋不含二甲醚的燃料組合物。不過，根據一些具體實施例，二甲醚存在於主燃料組合物中，其數量大於0.2%，或上述其他最小百分比數量中之一者。

在一些具體實施例中，該主燃料組合物包含乙醚，其數量以主燃料組合物重量計在0.2%至10%之間。該***最好為單一***或兩種***的組合。該***最好為二甲醚。

包含二甲醚的燻蒸劑

根據一些具體實施例，本申請案的方法包括以下步驟：用一點火增強劑點火該進氣氣流，否則該點火增強劑被稱為燻蒸劑。

以上是在燃料組合物之組份的背景下描述點火增強劑，以及適當點火增強劑的描述同樣適用於點火增強劑作為燻蒸劑的用途。

用作燻蒸劑的適當點火增強劑可具有40以上的十六烷。十六烷值為材料點火延遲的度量，其係開始噴射該材料至開始燃燒(亦即，點火)的時段。DME有55至57的十六烷。在決定點火增強劑與其他組份在燻蒸劑中的相對量時，可存在於燻蒸劑中之其他點火增強劑(或數個)的十六烷值(或數個)應納入考量，以及相較於主燃料組合物、負載及引擎速度，燻蒸劑的數量。該燻蒸劑的全體十六烷會基於每個組份的比例影響和十六烷性質的組合，兩者的關係不一定呈線性。

附加點火增強劑的一些非限定性實施例包括：- ***，例如低級烷基(其係C1-C6***)，特別是二甲醚與二***，- 烷基硝酸鹽，- 烷基過氧化物，及彼等之混合物。

二甲醚適合包括至少5%的燻蒸劑或至少10%的燻蒸劑，例如至少15%、20%、30%、40%、50%、60%、65%、70%、75%、80%、82%、84%、86%、88%或90%的燻蒸劑。一般偏好燻蒸劑的二甲醚含量在該範圍的上端，因此在一些具體實施例中，點火增強劑含量高於70%或更多。該二甲醚可包括達100%的燻蒸劑。

每個組份在燻蒸劑中的相對量可保持不變，或可隨著引擎的操作時段而改變。影響組份在燻蒸劑中的相對量的因素包括引擎速度(rpm)，負載的位準及變化性，引擎組態，以及燻蒸劑中之個別組份的特定性質。在其他具體實施例中，該燻蒸劑組合物可保持相對不變，而是在引擎的不同操作階段期間，調整燻蒸劑(公克/秒薰入引擎)相對於注入引擎(公克/秒)之主燃料組合物的相對量。

當對於不同引擎操作狀態(速度，負載，組態)想要用不同燻蒸劑組合物來操作CI引擎時，用燻蒸劑組合物的電腦控制或任何其他控制形式可改變該燻蒸劑組合物以適應。該等調整可為基於計算所欲燻蒸劑組合物以匹配當時引擎操作狀態之演算法的滑動調整，或可為逐步調整。例如，對於某些狀態的操作，有較高全體十六烷指數的燻蒸劑(例如，100% DME)對於燃料可以高重量%薰入引擎，以及然後在其他引擎操作狀態，可用低十六烷指數的組份稀釋燻蒸劑。在另一具體實施例中，該組合物可能是穩定的而空氣/燻蒸劑比例隨著狀態而改變。

除點火增強劑外可存在於燻蒸劑中的組份實施例包括上述添加物和烷烴氣體(通常為直鏈烷烴，包括低級烷烴，例如C1-C6烷烴，特別是甲烷、乙烷、丙烷或丁烷，以及長鏈烷烴(C6及以上)。

引擎操作方面及動力產生

可控制點火增強劑(或數個)相對於包含於主燃料中的甲醇水混合物的數量以便在燃燒室內產生實現主燃料之及時點火的條件，以及藉此引擎可輸送最佳可能熱效率。在不控制點火增強劑與燃料混合物的比例時，燃燒在上死點(TDC)前明顯發起，例如TDC前25-30°，照此使用點火增強劑有中性效果而且對引擎的熱效率有最少貢獻或沒有。

在引擎的一較佳操作中，燻蒸劑/空氣混合物的點火紅定時成可儘可能晚地延遲此燃料的燃燒(以免不必要地阻礙引擎的動力衝程)以及與主燃料在噴射後的良好燃燒一致。這意謂，燻蒸劑(二甲醚)應在主燃料噴射開始前點火，但是過早到內含於二次燃料的能量對於引擎的熱效率有最少貢獻或沒有。

雖然燻蒸劑與主燃料(各自通過進氣口或者是進入燃燒室)引進引擎的相對量會隨著應用的引擎操作狀態而改變，一般想要二甲醚點火增強劑在燻蒸劑中的數量在中或高負載的穩態操作期間以主燃料組合物重量計為相對低的百分比。以包含100% DME的燻蒸劑而言，燻蒸劑與主燃料的按重量相對量最好達20%按重量、達18%、達15%、達13%、達10%、達8%、達7%、達6%、達5%。燻蒸劑含量以主燃料組合物重量計最好至少0.2%、至少0.5%、至少1%或至少2%。這些數字都基於重量，假定燻蒸劑包含100%點火增強劑，以及可按比例調整燻蒸劑中的減少點火增強劑含量(按重量)。測量這些可參考以公克/秒為單位引進引擎的數量，或針對引擎大小的任何其他適當對應度量。10%左右或更少(例如8%或7%)的上限額外有利，因為包含達二甲醚之必要數量(例如，各有10%、8%或7%的二甲醚)的前期燃料組合物可輸送至壓縮點火引擎位置，以及部份(或所有)的二甲醚通過加水驅散以及回收數量對應至用燻蒸在相同目標位準操作引擎的需要。在其他具體實施例中，燻蒸劑含量在引擎位置可再裝填到較高的含量(例如，通過獨立二甲醚儲存所的再裝填)。

引擎操作細節

圖1的流程圖圖示系統組件用以在引導冷卻燃料12進入CI引擎3之前冷卻甲醇水燃料11以產生冷卻燃料12。該系統包括燃料儲存槽1、形式為冷凝器2的冷卻系統、以及CI引擎。該方法視需要可包括預熱進氣氣流13然後在引導冷卻燃料12進入引擎3的燃燒室之前引導預熱空氣進入引擎3的燃燒室以及點火該燃料/預熱空氣混合物以便驅動該引擎。該方法視需要可另外或替換地包括燻蒸包含點火增強劑的燻蒸劑14進入進氣氣流。

用本技藝習知的任何適當流體冷卻技術冷卻該燃料，例如利用冷凝器，例如蒸氣壓縮冷凝器或吸收冷凝器，或其他類似設備。

在圖1所示的具體實施例中，由引擎3提供動力的冷凝器2可冷卻甲醇水燃料11。

視需要可用各種技術預熱的進氣13在引擎壓縮衝程初始階段之前或期間注入燃燒室以便在燃料注入燃燒室前壓縮空氣。空氣的壓縮升高燃燒室的溫度以在壓縮的最後階段期間，在燃料噴入該室時提供該燃料的有利點火條件。用於預熱進氣的技術描述前述的先前申請案。

在進行進氣預熱時，適當的預熱進氣溫度為至少 50℃，或至少100℃，例如約100℃至150℃，例如約130℃，或至少約150℃，例如150℃至300℃或更高。

引擎的排氣(22)可經受排氣處理(34)以及可回收收集自排氣的組份(28)回到燃料。特別是，該處理包括回收氶整合水、未燃燒燃料、碳氫化合物、二氧化碳以及其他少量的排放物。

收集自引擎的富水排氣組份(28)可為用來產生燃料的水源(因此可回收到燃料儲存所(1)，流入燃料的氣流而在冷凝器(2)中冷凝，或者是在燃料冷凝時在冷凝器(2)中與燃料(11)結合)。以此方式可捕獲含量少的排氣污染物以及送回到引擎。在處理階段(34)由排氣材料回收水涉及冷卻和凝結排氣材料以及收集凝結水。另外或替換地可重定向自排氣收集或回收的凝結水以使用於飲水供應系統、灌溉或其他。

冷卻該排氣材料可在熱交換器中通過與進氣熱交換，然後冷卻排氣可通過凝結器，通過該凝結器可收集水以及作為回收燃料組份送回到引擎，如上述。

第二熱交換器可使用於處理過程的最終階段協助凝結而且另外包括一噴霧室配置，其係使用可能已純化的水而且可能含有添加物以捕獲及純化任何未燃燒甲醇或燃料中的其他碳氫化合物、煙塵及其他顆粒。這些顆粒送回到引擎以便用回收燃料經由‘回收到消失’過程來消除，同時可釋放已純化的乾淨排氣到幾乎無污染物的大氣。用於噴霧室的水可來自一序列的替代來源，以及可純化及去離子化。該水可包含視需要的添加物。該等視需要添加物應與燃燒過程一致。

也可採用利用凝結的附加排氣處理步驟或其他手段以使標定污染物在至大氣的排氣中減到低含量。在另一具體實施例中，例如任何未燃燒燃料的組份可吸附於活性表面上，以及後者可用標準技術脫附(desorb)，以及作為燃料或燻蒸劑組份以進一步減少污染。替換地，催化劑可用來催化反應任何可氧化物種，例如未燃燒燃料，增加排氣溫度以及提供可利用的額外熱源。

另外，如果多個引擎在操作例如以產生電力(動力)，匯總排氣可當作單一氣流以用來自被引導到一或更多引擎之排氣的回收燃料處理/凝結。

來自處理及循環過程排到大氣的最終排氣幾乎不含燃料、碳氫化合物、顆粒、硫氧化物及氮氧化物排放物。

在燃燒階段形成的任何氮氧化物或硫氧化物排放物及/或二氧化碳吸收於水中可導致送回與燃料混合之水的酸鹼值不平衡。為了防止累積此類組份，可增加該燃料的化學處理以中和任何不平衡或去除之。

在用於提供動力給CI引擎的方法中，可提供一觸媒反應器(4)，其中係實現甲醇(取自燃料的分流部份)至DME的觸媒脫水。產生的DME在用於燻蒸進氣的燻蒸劑(14)中用來作為點火增強劑。在用作燻蒸劑的點火增強劑時，描述於本文的其他具體實施例利用其他技術用以產生該二甲醚。在一些此類具體實施例中，在甲醇產生位置可產生該DME，以及作為前期燃料組合物的一部份輸送至引擎部位。在其他具體實施例中，以獨立組份供給該燻蒸劑組合物，以及按需要薰入引擎。

一些具體實施例的方法包括控制系統(未圖示)用以測量燃料(11)在引進壓縮點火引擎之前的溫度以及在測量後和在引導該燃料進入該壓縮點火引擎之前調整該燃料之該溫度。監視該溫度的位置經選定成可提供當時燃料溫度的有意義資訊。

它可在燃料儲存槽(1，若有的話)或引擎(3)前面的燃料傳輸線路中測量。引擎(3)一般與按需要泵送燃料進入引擎(3)的燃料泵(未圖示)關連。該燃料經由燃料噴射器(未圖示)注入引擎。可在燃料泵之前，在燃料泵之後或用其他方式，以及在經由噴射器噴入引擎之前測量該溫度。

本申請案具體實施例的方法或系統可包括一控制系統用以測量及控制燃料的溫度。該控制系統可為專屬燃料溫度控制系統，或一方面可用通用引擎操作控制系統控制該燃料溫度。該控制系統可包括有效控制燃料溫度從而黏度所需的任何組件及電路。具體化於控制系統的技術可為在電子產品及引擎之電子操作領域中眾所周知的任何類型。該控制系統可包括一電腦和用於操作該電腦的電腦軟體。該控制系統可包括一監視器用以提供關於燃料溫度及/或燃料黏度之資訊的視覺顯示。該電腦及相關設備可控制引擎操作的許多方面，以及視覺顯示器上也可呈現該等方面。該控制系統或電腦另外可允許使用者輸入使得使用者能夠設定要控制燃料溫度落在其內的溫度或溫度範圍。使用者可用手設定以實現所欲黏度。替換地，這可參考所欲黏度範圍來預先建立。

在經由燃料噴射器(或數個)引導燃料進入引擎之前，可進行燃料溫度的控制，例如冷卻燃料。

最好，從溫度控制點(例如，冷卻點)直到燃料引進引擎，隔離燃料流動通過的通道及設備。隔離最好最小化在施加至燃料的任何溫度控制(例如，冷卻)之後的任何後續熱變化。例如，如果燃料在通過燃料泵泵送至引擎之前被冷卻，則可隔離該燃料泵以免在燃料引進引擎之前燃料有過多熱增益。在另一實施例中，如果在泵送之後以及在噴入引擎之前控制(冷卻)燃料溫度，則可隔離在控制階段(例如，冷卻階段)與燃料噴射器之間的燃料通道。為此目的，可隔離該等燃料噴射器組件直到燃料噴射器尖端。應瞭解，在與該引擎燃燒室密切關連的燃料噴射器尖端處，會影響燃料在進入引擎時的加熱，因此隔離在該區域的影響很小。

在上文提到的共審查中之本人申請案中，有提供引擎操作模式的其他方面及描述。

實施例 介紹

進行一序列的實驗以估算甲醇-水混合物在-30至30℃之溫度範圍內的黏度。也做數個實驗以檢查甲醇及甲醇-水混合物在不鏽鋼球及圓盤之間以0至30℃滾動/滑動接觸的磨擦學測量值。外推結果以證明在零下溫度狀態下的性能。

在此所檢查的磨擦學性質傳統上以斯特里貝克曲線(Stribeck curve)的形式呈現，在此給出為拽引速度或者是薄膜厚度之函數的磨擦係數，如圖2所示。磨擦行為常分成數個區。邊界潤滑區(boundary lubrication regime，或邊界區，圖2中用「BL」指示)出現在接觸可忽略流體拽引時的慢速。在邊界潤滑區中，負載由接觸突點(contacting asperities)(高點)攜載以及取決於在分子級的表面及界面膜性質。在流體動力或彈性流體動力潤滑(EHL)區中，拽引厚度取決於黏度及拽引速度的潤滑劑膜以使固體表面完全分離。磨擦此時取決於接觸潤滑劑膜的黏度。在混合滑潤區(「混合」)，其係落在邊界潤滑區與EHL之間，邊界膜與蓬鬆潤滑劑扮演決定磨擦的角色。

實驗 樣本製備

用試劑等級甲醇(ACI Labscan，純度99.9%)與RO水(逆滲透純水)以50：50、30：70、20：80、10：90及0：100按重量的水：甲醇比例製備甲醇/水混合物。

流變學

試驗用應變控制型先進流變擴展系統系統(ARES)進行，其係使用直徑50mm的平行板以及0.1毫米的間隙。根據Davies G.A.,J.R.Stokes概述於Journal of Rheology 49(4)，919-922(2005)的‘On the gap error in parallel plate rheometry that arises from the presence of air when zeroing the gap’以及Kravchuk O,Stokes JR概述於Journal of Rheology，57，365-375(2012)的‘Review of algorithms for estimating the gap error correction in narrow gap parallel plate rheology’的程序，針對25±10微米的間隙誤差，調整原始測量值；這涉及由流變儀產生的數值乘上 1.25。藉由包圍用氮冷卻之試驗件的熱室蒸煮一批液體N2來控制溫度。溫度準確度為±1℃。

進行數個穩定剪力試驗。初始純甲醇以1至10000秒^-1之剪切速率(shear rate)拂掠顯示樣本為Newtonian，但是以低剪切速率產生的扭矩低於流變儀建議用以準確測量的最小值。因此其他實驗選擇1000秒^-1的單一剪切速率。

每個樣本分成三份以-30℃、-15℃、0℃、15℃及30℃試驗。黏度測量值的誤差約為±10%。

磨擦學

用裝上不鏽鋼接觸件(參考圖2b)的球對盤磨擦計(ball-on-disc tribometer，MTM2，PCS儀器公司，英國倫敦)特徵化選定甲醇-水系統的磨擦學性質。測量隨著拽引速度U而改變的磨擦力Ff，拽引速度U定義為球與盤的平均表面速度，U=(U_球+U_盤)/2，範圍以對數為間隔在1至3000毫米/秒之間。重覆6次以交替升降拽引速度的方式實施測量。對於所有試驗，1牛頓的正常負載(W)施加於球上以及50%的滑滾比例(SRR)用來賦予滑動及滾動運動，在此SRR=|U_球-U_盤|/U。磨擦係數(p)的計算為磨擦力除以外加負載(p=Ff/W)。磨擦與磨損相關；兩者為移動表面之實體接觸的產物。由於所有試驗都是相同的實體材料，在邊界混合區的磨擦係數在此被視為‘磨損’的指標；亦即，低磨擦係數通常對應至較低的磨損速率(參考：Pearson SR，Shipway PH，Abere JO，Hewitt RAA發表於Wear,303,622-31(2013) 的‘The effect of temperature on wear and friction of a high strength steel in fretting’)。

用矽氧樹脂油溫度槽(DC30-K20，Haake)以4℃的最小穩定潤滑劑溫度使該等潤滑劑保持在所欲試驗溫度。樣本以4℃、15℃及30℃產生一式二份的磨擦學資料。

在試驗前，在異辛烷中用超音波振盪(ultra-sonication)清潔不鏽鋼接觸件以移除保護塗層，接著是在異丙醇中進行超音波振盪。然後，乾燥該等表面以及裝上磨擦計做試驗。

結果 流變學

表1提供平均測得黏度，單位mPas。複製品的標準差約為5%。表1顯示30℃的測得黏度與文獻值類似(文獻值可在S Z Mikhail與W R Kimel發表於Journal of Chemical Engineering data,6,533(1961)以及H Kubota等人發表於The review of physical chemistry of Japan,49,59(1979)找到)。黏度隨著溫度及甲醇含量的變動圖示於圖3。直線為經驗擬合；(a)黏度與水(反之，甲醇)在每個溫度的濃度呈線性關係，以及(b)黏度與每個水(反之，甲醇)濃度的溫度呈指數關係。應注意，在表中以「甲醇%」表示時，其餘是水，因此是表示增加水含量(以及減少甲醇含量)對於黏度測量值的影響。

磨擦學

表2提供在選定甲醇-水系統的數種狀態下測得的磨擦係數。選定甲醇-水系統的磨擦學性質以斯特里貝克曲線的傳統形式圖示於圖4；亦即，磨擦係數圖示成速度或速度-黏度之乘積的函數。(參考：Bongaerts J.H.H.,K.Fourtouni,J.R.Stokes發表於Tribology International,40(10-12),1531-1542(2007)的‘Soft-Tribology：lubrication in a compliant PDMS-PDMS contact’)。原始資料，磨擦係數為拽引速度的函數，圖示於上面的曲線圖。

得到在邊界及混合區的所有測量值(參考上文的介紹)，以及不觀測在試驗狀態下的全薄膜流體動力潤滑，因為流體的黏度低。由於流體動力學在混合及全薄膜潤滑區中發揮作用，拽引速度乘以黏度以制定斯特里貝克曲線，如圖4所示。當這樣做時，在由於黏度造成的曲線差異時，數條斯特里貝克曲線重疊。

觀察到，100%甲醇提供優異的邊界潤滑膜，以及磨擦係數隨著溫度增加而減少。在對相同的表面進行後續試驗時，它也不會大幅改變，顯示該膜是穩定的而且磨損痕跡(wear track)不太可能隨著試驗而改變。

50%及70%甲醇(亦即，各有50%水及30%水)在 4℃觀察到同樣低的邊界磨擦，以及潤滑在混合區增強由於有較高的黏度(相較於100%甲醇，速度大於100毫米/秒有較低的磨擦)。

沒有直接測量在零下溫度的磨擦。因此，為了估計回應，假設甲醇-水混合物在零下溫度的斯特里貝克曲線與在4℃的相同。圖5只圖示每個甲醇溶液在4℃的斯特里貝克曲線，它們緊密重疊而擬合成單一經驗關係式，詳列於下：

擬合曲線由下式給出：μ_b=0.15；B=400μN/m；n=1.73。用於流體動力區的數值為m=0.55及k_HL=5.8 x 10^-6，但是這些不完全配合，因為缺少流體動力區的資料。

因此，假定70%甲醇在-15℃及-30℃的黏度各自為5.2與8.0mPas，此經驗模型用來估計在500毫米/秒時黏度x速度各自等於2600及4000μN/m。由曲線圖估計磨擦係數各自等於0.006與0.003。進一步增加黏度，例如利用較低的甲醇濃度，會進一步降低磨擦係數直到顯示在此進入流體動力區的最小值。估計在(黏度x速度)約為10,000μN/m時進入流體動力區，在此μ約為0.001。

關於表2，應注意，100%甲醇的磨擦係數(混合區)在溫度條件遞減下保持相對穩定(在30℃它為0.07，以及在溫度減少時大約維持在此位準(0.05及0.06))。反之，甲醇燃料組合物包含30%的水(70%的甲醇)，結合溫度下降，導致磨擦係數由0.15降到0.08(在15℃)然後在4℃降到0.02。(也參考圖6)。增加基於甲醇之燃料的水含量，結合減少溫度，導致磨擦係數減少。根據示於圖5的結果預料進一步減少溫度可引起磨擦係數進一步減少(與燃料黏度增加符合)。

圖6以不同方式圖示圖5的資料。此曲線圖展示許多原理。首先，應注意，儘管甲醇：水之70：30混合物的磨擦係數在12℃以上的溫度高於100%甲醇，然而在甲醇：水混合物冷卻到+15℃以下時，磨擦係數會相當明顯地下降。100%甲醇的線梯度相當平坦。反之，70：30甲醇：水混合物的線梯度在約15℃與-15℃之間改變。一旦溫度降到12℃以下，此梯度下降在控制燃料混合物的磨擦係數方面提供顯著的效益。然後，這兩條線的梯度在-20℃以下的溫度回到各自的線，然而甲醇：水混合物仍然保有低於100%甲醇的磨擦係數。

據報導，傳統柴油燃料在40℃有1.6至3.4mPas 的黏度。在柴油送入引擎時的溫度，以及特別是通過穿過燃料噴射器的通路，柴油的黏度在確保無洩露上是很重要的，特別是在燃料噴射時避免由燃料噴射器尖端露到外面。藉由冷卻含水的甲醇燃料，黏度會減少且進入具有與傳統柴油燃料類似之性能所需的黏度範圍。

Maru，M.M等人在Energy 69(2014)673-681提出傳統柴油燃料各自在20及60℃的斯特里貝克曲線。條件與應用於此的不同，在於施加4N的負載而不是應用於此的1N負載，不過資訊仍然提供在較高溫度之柴油與在(例如，冷卻)溫度減少之甲醇-水燃料的有用比較。在邊界區中的磨擦係數在4N的負載下約為0.15。柴油燃料在20℃及60℃的黏度各自為3.33與1.47mPas。基於本文的圖7a，以500毫米/秒的速度而言，(黏度x速度)在20℃約為1500，導致磨擦係數約為0.1。

備注

在-30至30℃的溫度範圍測量甲醇-水混合物的黏度。已發現，黏度隨著甲醇-水混合物中之水濃度增加(增加水，或減少甲醇，導致黏度增加)而線性增加，以及隨著溫度減少而指數增加。

評估在低負載狀態下的磨擦係數。得到在4℃新鮮鋼面上之50及70%甲醇在邊界區有低磨擦係數，這表示該等混合物有潛力在低溫提供邊界膜。在混合潤滑區(速度大於100毫米/秒)，吾等觀察到越黏的混合物有較低的磨擦係數。

由於在黏度納入考慮時，甲醇的所有濃度坍縮到單一斯特里貝克曲線上，「主曲線」已用來合計在零下溫度的磨擦係數。以500毫米/秒的速度而言，估計70%甲醇的磨擦係數在-15℃與-30℃各自約為0.003與0.006。這表明甲醇-水的混合物在零下溫度能夠提供有效的潤滑。該等混合物有高於100%甲醇的黏度表明在混合區可實現較低的磨擦以及有可能在混合區與磨擦最小之全薄膜區的交叉點附近操作。

應瞭解，熟諳本發明技藝者，可做出許多修改而不脫離本發明的精神及範疇。

項目：

1.一種方法用於操作壓縮點火引擎，該方法包括下列步驟：測量在引導包含甲醇及水之一燃料進入該壓縮點火引擎之該燃燒室之前，冷卻該燃料的溫度；以及在引導該燃料進入該壓縮點火引擎之該燃燒室之前，控制該燃料的溫度以控制該燃料的黏度.

2.如項目1所述之方法，其係包括：引導該燃料進入該壓縮點火引擎之該燃燒室，引導進氣進入該壓縮點火引擎之該燃燒室，以及點火該燃料/空氣混合物以藉此驅動該引擎。

3.如項目1或項目2所述之方法，其中該控制步驟包括：在引導該燃料進入該壓縮點火引擎的該燃燒室之前，改變該燃料之該溫度。

4.如項目1至項目3中之任一項所述的方法，其中該控制步驟包括：如果該測得溫度不在該燃料的一目標範圍內，改變該燃料之該溫度以使該燃料的該溫度進入目標溫度範圍。

5.如項目1至項目3中之任一項所述的方法，其中控制該溫度的步驟包括：在引導該燃料進入該壓縮點火引擎的該燃燒室之前，冷卻該燃料。

6.一種方法用於操作壓縮點火引擎，該方法包括下列步驟：冷卻包含甲醇及水的一燃料，引導一進氣進入該引擎之該燃燒室，引導該冷卻燃料進入該引擎之該燃燒室，以及點火該燃料/空氣混合物以藉此驅動該引擎。

7.如項目1至項目6中之任一項所述的方法，其係包括：通過溫度控制及/或水組合物控制來控制該燃料黏度以在燃料噴射處實現與一傳統柴油燃料類似的一黏度性能。

8.如項目1至項目7中之任一項所述的方法，其係包括：控制該燃料於溫度在+15℃至-15℃之間時黏度落在1.0至18mPas的範圍內。

9.如項目1至項目8中之任一項所述的方法，其係包括：在引進該引擎之前，控制該燃料之該溫度或冷卻該燃料至15℃或更少的溫度，最好至8℃或更少、6℃或更少、4℃或更少、2℃或更少、0℃或更少、-2℃或更少、-4℃或更少、-6℃或更少、-8℃或更少、-10℃或更少、-12℃或更少、-14℃或更少、-16℃或更少、-18℃或更少、或-20℃或更少的溫度。

10.如項目1至項目9中之任一項所述的方法，其係包括：在引進引擎之前，冷卻該燃料至少2℃，最好至少3℃，至少4℃、至少5℃、至少6℃、至少7℃、至少8℃、至少9℃、至少10℃、至少11℃、至少12℃、至少13℃、至少14℃、至少15℃、至少20℃、至少25℃、至少30℃、至少40℃、至少50℃、或至少60℃、或更多。

11.如項目1至項目10中之任一項所述的方法，其更包括：用包含一點火增強劑的一燻蒸劑燻蒸該進氣，及/或預熱該進氣。

12.如項目11所述之方法，其中該進氣用包含二甲醚的一燻蒸劑燻蒸作為該點火增強劑。

13.如以上所有項目中之任一項所述的方法，其更包括：處理引擎排氣以從該引擎回收排氣熱及/或水，以及重定向該熱及/或水供進一步使用。

14.如項目13所述之方法，其中來自該引擎排氣的熱用來冷卻該燃料。

15.如項目13或項目14所述之方法，其中來自該引擎排氣的熱用來加熱一熱水迴路。

16.一種系統，其係包括：一壓縮點火引擎；以及一控制系統用以在引導一燃料進入該壓縮點火引擎之前測量該燃料之溫度以及在測量後和在引導該燃料進入該壓縮點火引擎之前調整該燃料之該溫度。

17.如項目16所述之系統，其係包括一冷卻系統。

18.如項目16或項目17所述之系統，其係包括一燃料儲存單元。

19.如項目16所述之系統，其中如果該燃料溫度在對應至該燃料之一目標黏度範圍的一預設範圍外，該控制系統操作以冷卻該燃料。

20.一種系統，其係包括：一燃料儲存單元；一壓縮點火引擎；以及一冷卻系統經定位成，在來自該燃料儲存單元的燃料引進該壓縮點火引擎之前，可冷卻該燃料。

21.如項目20所述之系統，其中該冷卻系統位於在該燃料儲存單元與該壓縮點火引擎之間的一流體通路中，使得在操作時，該冷卻系統在來自該燃料箱的燃料被引進該壓縮點火引擎之前冷卻該燃料。

22.如項目20或項目21所述之系統，其係包括：一熱交換器用於傳遞來自離開該壓縮點火引擎之排氣的熱供二次利用；以及一水凝結器用以從該排氣回收水。

23.如項目22所述之系統，其中該二次利用在該冷卻系統的操作中是要冷卻該燃料。

24.如項目22所述之系統，其中該二次利用係加熱在一熱水迴路中的水。

25.如項目20至項目24中之任一項所述的系統，其係包括一水回收系統用於回收該水凝結器所回收的水供用作引進該壓縮點火引擎的該燃料之一組份，用於灌溉，用於飲水供應系統，或用於前述用途的組合。

26.一種溫度調整用途能在引導包含甲醇及水之一燃料進入一壓縮點火引擎之前修改該燃料的黏度。

27.如項目26所述之用途，其中該溫度調整為冷卻。

28.一種動力產生方法，其係包括下列步驟：冷卻包含甲醇及水的一燃料，在一壓縮點火引擎中點火該冷卻燃料以及運行該壓縮點火引擎以產生動力；處理引擎排氣以從該引擎回收排氣熱及/或水，以及；重定向該熱及/或水供進一步使用。

29.如項目24所述之動力產生方法，其係包括下列步驟：預熱該壓縮點火引擎的一進氣氣流，及/或用一點火增強劑點火該進氣氣流。