甲醇作为一种极具潜力的低碳替代燃料,近年来受到广泛的关注。小功率甲醇发动机一般采用单一甲醇燃料火花塞点火方式;大功率甲醇发动机对点火能量需求更高,需要采用柴油微喷引燃甲醇或者甲醇/柴油掺烧方式。高水平甲醇单一燃料发动机和甲醇-柴油双燃料发动机研发都需要对甲醇燃烧过程进行准确的数值模拟,以此为基础优化燃烧,提高性能,减少排放。甲醇燃烧数值模拟通常通过三维CFD耦合化学反应动力学进行。可见,构建准确反应甲醇自燃特性的化学反应动力学模型对甲醇燃烧数值模拟乃至甲醇发动机燃烧优化至关重要。然而,当前甲醇自燃特性研究多针对甲醇单一燃料,对甲醇/柴油混合燃料自燃特性研究非常匮乏,导致甲醇/柴油双燃料燃烧反应机理模型准确性无法得到充分验证,使得甲醇/柴油双燃料机燃烧过程数值模拟准确性不佳,进而影响了整机燃烧优化,阻碍了甲醇/柴油双燃料机的发展。此外,甲醇/柴油燃烧详细化学反应机理模型计算量过大,耗费机时过长,严重影响了燃烧数值模拟的及时性。为了解决以上问题,本文从实验和化学反应动力学的角度展开对甲醇/柴油混合燃料自燃特性研究,同时搭建了适用于CFD的甲醇/柴油燃料反应机理模型。具体工作如下:1.开展了甲醇/柴油混合燃料自燃特性实验研究。研究中柴油由与之自燃特性相似的正庚烷代替。应用激波管实验台架测量了甲醇/正庚烷摩尔百分比为:30/70、50/50、70/30、90/10四种掺混比,当量比为0.5和1,温度为1195-1514 K,压力为2 bar下的混合燃料的着火延迟。实验结果表明:（1）不同甲醇掺混比在不同当量比下着火延迟随温度存在相反的变化趋势。化学计量比下,甲醇初始浓度越高,着火延迟时间越短。低当量比下,正庚烷初始浓度越高,着火延迟越短。因此,混合着火延迟随温度变化曲线存在交叉点。该交叉点出现在约为1300-1350 K,相比于C2-C4醇,交叉点出现的温度区间更低。（2）当前实验工况下,LLNL3.1机理能够较好地预测甲醇/正庚烷混合物自燃特性。因此,选择LLNL3.1机理开展后续详细反应动力学研究。同时,选择基于LLNL3.1机理开展简化的正庚烷机理,进行柴油机理模型搭建。2.应用CHEMKIN PRO开展详细反应动力学研究,通过自由基浓度变化分析、产物反应速率分析、敏感性分析、反应路径分析解释着火延迟随温度变化的原因。研究结果表明:（1）甲醇初始浓度影响其氧化系统中关键基团HO2。HO2基由反应CH2OH+O2=CH2O+HO2产生,并迅速参与后续脱氢反应,与燃料分子或游离的H基反应生成羟基,加快系统反应活性。因此,化学计量比下,甲醇初始浓度越高,着火延迟时间越短。（2）此外,正庚烷相比于甲醇对小分子反应H+O2=O+OH更加敏感,该反应受初始氧气浓度影响。氧气浓度越高,正向反应进行越快。因此,低当量比下,正庚烷初始浓度越高,着火延迟越短。（3）反应路径分析和敏感性分析表明:混合燃料中甲醇与正庚烷两者氧化过程存在先后关系。二种燃料均主要依靠氢基发生脱氢,但反应呈现抑制着火作用。主要原因在于对氢基的竞争和庚基氧化反应路径及脱氢产物的活性降低。因此,搭建简化模型时,需重点关注燃料的脱氢反应,需包含高温庚烷的裂解反应。3.基于解耦法和分层构建简化机理的思想,参考真实柴油理化性质,搭建了以85%正庚烷,5%异辛烷,10%甲苯摩尔比为组成的柴油表征机理。通过与详细甲醇机理、氮氧化物简化机理、两者耦合反应机理合并,搭建了包含136种组分,700条反应的混合燃料简化机理。结果表明:当前简化机理极大地缩小了甲醇/柴油表征燃料规模,提高了三维数值模拟计算效率。同时,能够在发动机工作工况下较好地预测燃料燃烧特性和碳烟生成变化,因此具备应用于三维CFD中的条件。但是,在低压条件下的燃料着火延迟预测以及氮氧化物的预测存在偏差,需要之后的工作进一步提高简化机理的预测能力。