在我国汽车保有量持续增加的社会背景下,能源短缺问题和有害污染物排放问题是阻碍汽车工业进一步发展的主要因素。基于我国“煤多油少”的能源结构,本研究从汽油机的燃料组分出发,将煤化工产物合成气作为汽油机的代用燃料引入内燃机气缸与传统汽油燃料进行掺混燃烧。在此研究背景下,本文主要采用了数值模拟计算的方法研究了汽油燃料与合成气的掺混燃烧特性。首先利用试验研究数据验证了相关合成气与汽油化学动力学模型关于着火延迟时间和层流火焰速度等燃烧过程参数的预测准确性,耦合构建了合成气/汽油详细化学动力学模型作为零维与一维数值计算的研究基础。通过零维数值模拟研究发现随着合成气/汽油混合燃料中合成气比例的提高,初始温度高于1000 K的高温区域混合燃料的着火延迟时间逐渐缩短,而低温区域燃料的着火延迟时间延长;初始压力和当量比的增大均在一定范围内缩短了燃料的着火延迟时间,增大合成气中H2/CO 比例也可起到缩短着火延迟时间的作用。在零维燃烧的放热过程中,混合燃料中合成气比例的增大促进了瞬时放热率峰值的上升和累计放热量的下降;初始温度升高时瞬时放热率峰值先减小后增大,累计放热量单调下降;而初始压力升高时瞬时放热率峰值和累计放热量均有所增长。此外,随着当量比的增大,瞬时放热率峰值和累计放热量均呈现出先增大后减小的变化趋势。另一方面,合成气中H2组分比例的增大导致了燃烧过程瞬时放热率峰值的逐渐增大。在排放过程中,随着混合燃料中合成气比例的提高,未燃碳氢化合物（UHC）排放量逐渐下降而CO排放量逐渐增加。初始温度的提升促进了UHC和CO排放量的增长,而初始压力的提升在促进UHC排放量增加的同时抑制了 CO的形成;稀薄燃烧模式能够促进UHC和CO两类排放物的完全燃烧。另外,合成气中H2组分比例的增大同样能够线性降低UHC和CO的排放浓度。通过一维层流火焰的数值模拟研究发现增大合成气/汽油混合燃料中合成气的比例以及合成气内部H2/CO的比例均能起到增大层流火焰传播速度的作用,同时初始温度的提升促进了层流火焰速度的增大,而更高的初始压力起到相反的效果。低温与高温反应系统的温度敏感性分析结果显示,合成气的加入强化了链分支反应 H+02（?）O+OH 和反应链 H+O2（+M）（?）HO2（+M）、2H02（?）O2+H2O2、20H（+M）（?）H2O2（+M）的进行速率,从而加快了燃烧反应的进行并促进了火焰锋面以更快的速度传播。而生成速率分析的结果表明了合成气的加入对正庚烷、异辛烷氧化过程的影响以长链C7～C8烷烃的C-C键断裂为分界点分为了低温和高温两个阶段,合成气的加入抑制了正庚烷和异辛烷的低温氧化速率并大幅提高了正庚烷的高温阶段反应速率,同时二者的反应路径不发生改变;另一方面,合成气的加入加快了甲苯低温氧化阶段的反应速率,并通过改变甲苯的相关氧化路径缩短了低温反应链。因此,合成气的加入改变了汽油主要组分在不同温度阶段的氧化反应速率与路径,解释了宏观尺度上合成气的加入在低温区和高温区对汽油着火延迟时间的不同影响规律。合成气/汽油双燃料发动机的三维数值模拟结果表明,随着混合燃料中合成气质量比例的增加,发动机缸内平均压力和平均温度、指示功率、放热率峰值均先增加而后减小,同时合成气内部H2比重的增大对缸内温度和压力水平的升高起到促进作用。另外,H2组分的增多会导致缸内放热峰值更接近上止点,发动机放热过程接近于理论循环的定容放热,具有较高热效率。另一方面,随着合成气占比的增大,发动机缸内NOx排放量先减小后增加,UHC排放量同样先减小后增加,CO的排放量单调递增,而CO2排放量和合成气/汽油混合燃料中合成气占比成负相关。随着合成气中H2含量的增大,排放过程中NOx的排放量更高,碳烟排放量显著降低,而H2/CO质量比例对UHC的排放量影响很小。此外,H2含量增大导致了 CO排放量的逐渐减小,而CO2排放量呈先增加后减小的非单调变化规律。