积极探索和发展可再生新型代用燃料是缓解能源环境压力和降低我国进口石油依赖度的有效途径。聚甲氧基二甲醚（PODE_n）以其高十六烷值、高含氧量、与柴油易混合和降低碳烟排放等特性吸引了众多研究者的目光。有关聚甲氧基二甲醚在发动机上的应用研究日趋增多,然而相关基础燃烧研究较少,其在内燃机缸内燃烧过程中的化学反应动力学特性有待揭示。本论文利用同步辐射真空紫外光电离反射式飞行时间质谱在射流搅拌反应器中开展了聚甲氧基二甲醚PODE₃低温氧化实验,研究不同边界条件下PODE₃的低温氧化化学反应动力学特性,并利用所得到的实验数据结合现有化学反应动力学模型对PODE低温氧化反应过程及其关键物种演化历程展开系统研究。首先,本文通过连续变光子能量在9.7-12.0 eV测量了PODE₃本底的光电离效率谱,给出了PODE₃的光电离质谱图和12种主要碎片的光电离效率谱;接着在585 K测量了PODE₃低温氧化产物的光电离质谱图和每种产物及产物碎片的光电离效率谱。在此基础上,开展了PODE₃在当量比为0.25、1、2,压力为大气压,温度范围为500-900 K的低温氧化实验研究,得到低电离能和高电离能氧化产物摩尔分数随反应温度的演化历程。研究结果表明,PODE₃低温氧化过程中呈现明显负温度系数区,四种大质量数的物种证明低温氧化产物的存在。在其低温氧化过程中,检测到了包括烃类、醛类、醇类、缩醛类、醚类、自由基、物种碎片在内的43种氧化产物,其中包括乙烯、过氧化氢等在内的18种氧化产物确定浓度。边界条件发生改变时,PODE₃摩尔分数温度曲线变动不大,而O₂摩尔分数随当量比的增大而减小,CH₄则随当量比的增大而增大;乙烯、过氧化氢、烯酮、乙烯基氧自由基、甲酸、甲醇、丙醇、甲醛、乙醛、甲缩醛等物种摩尔分数在当量比为1时高于另外两个当量比,且其随温度的变化趋势类似,丙烯醇、苯甲醇、丙醛等物种,三个当量比下摩尔分数相差不大;当量比为2时,二甲醚、丙醛摩尔分数高于另外两个当量比,摩尔分数随温度的变化趋势趋同。实验结果显示PODE的氧化过程产生较多含氧物种,而不饱和烃类物种较少且浓度低,符合其含氧量高,不含C—C键的特点。在上述实验结果基础上,本论文利用三种聚甲氧基二甲醚化学反应动力学机理,结合化学动力学分析,进一步研究了PODE₃在当量比为1时的低温氧化过程。研究结果发现,同时包括PODE低温和高温反应路径的机理预测结果与实验结果更为接近,而仅包含高温氧化过程的机理计算结果则与实验结果差距较大。造成两种机理预测精度差异的主要原因是:PODE低温氧化机理的主要反应路径为DMM₃生成DMM₃A、DMM₃B、DMM₃C,所占比例各为25.6%、49.5%、24.7%,进而生成DMM₃AO₂、DMM_3OOH1₅、CH₃OCH₂OCH₂O₂、CH₃OCHOCH₂OOH、CH₃OCH₂O₂、CH₂OCH₂O₂H、O₂CH₂OCH₂O₂H、HO₂CH₂OCHO等低温过氧化物,其大量生成OH活性基,从而影响整个反应活性和反应历程。而高温条件下PODE的主要反应路径中,生成DMM₃A比例为88%,DMM₃B和DMM₃C的比例分别为6.9%和3.5%。DMM₃B通过生成CH₃OCH₂OCH₂和DMM₃C通过生成CH₃OCH₂耦合进DMM₃A的反应路径中;DMM₃A的反应路径中生成低温过氧化物较少。正是由于两个机理在低温反应路径上的不同,造成不同动力学模型的预测结果和精度存在很大差异。综上所述,本文通过开展聚甲氧基二甲醚低温氧化实验研究,探明了PODE的低温氧化反应路径和主要反应中间产物,为继续发展和丰富PODE燃烧化学反应动力学模型提供了数据支撑,也为进一步开展发动机燃用聚甲氧基二甲醚的多维数值模拟研究奠定了基础。