低碳醇燃料作为高辛烷值汽油添加剂,在减少化石燃料的燃烧和降低污染物排放方面起着重要作用。所以本文选择甲醇、乙醇和正丁醇燃料,分析它们及其与异辛烷燃料的掺混燃料在末端混合气条件下的自燃特性,并从化学动力学角度研究低碳醇燃料对与异辛烷掺混燃料自燃过程的促进和抑制机理。本文首先利用Chemkin-Pro软件建立定容绝热燃烧模型模拟计算燃料在激波管和快速压缩机中的滞燃期,采用射流搅拌反应器模型对燃料反应过程中的组分浓度进行预测。通过将不同目标工况下模拟的预测结果与相应的实验结果进行比较验证,选择出适应于末端混合气低温高压条件下的较优的甲醇、乙醇和正丁醇详细化学反应动力学机理。然后基于验证后所选取的低碳醇化学反应动力学机理,建立零维单区燃烧模型研究低碳醇燃料的自燃特性,并且利用燃料的自燃特性对进气温度、压力和转速变化的敏感性预测其在火花点火发动机中采用增压等技术时燃料的爆震倾向。此外,通过比较燃料在不同进气温度和压力条件下的CA50等势线分析低碳醇掺混异辛烷燃料的反应活性。研究结果表明,甲醇和乙醇相比正丁醇和异辛烷具有较高的抗爆性能。为进一步解释低碳醇对掺混燃料抗爆性能的影响规律,本文基于燃料的详细化学动力学机理,研究了低碳醇掺混异辛烷燃料发生低温反应时的关键反应路径,并结合敏感性分析揭示了低碳醇燃料对汽油替代物自燃的促进和抑制机理。研究表明,在异辛烷中添加甲醇和乙醇燃料时,低温放热反应变弱,导致反应延迟,但是在异辛烷中添加正丁醇后,系统的反应速率加快,掺混燃料的着火时刻相比异辛烷明显提前。