汽油替代燃料是目前内燃机和燃料燃烧界研究的热点课题之一。汽油替代燃料由最初的异辛烷，到正庚烷和异辛烷的混合物基础燃料（PRF），再到甲苯加入其中组成甲苯掺比燃料（TRF），现在发展到多组分的混合物。纵观其发展，汽油替代燃料向着组分不断增加，机理复杂性不断提高，燃烧实验和数值模拟相互支撑的趋势发展。
    一、异辛烷化学反应机理研究现状
    表1是国际上主流的异辛烷反应机理。

      1．详细机理
    Glaude等人，详细地分析了异辛烷的氧化过程，提出了353种组分，1481个反应的化学动力学模型，构造了一个详实的反应机理。2002年，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室Curran等人采用激波管，快速压缩机，流动反应器等试验装置，分析了异辛烷的氧化过程，提出了857种组分，3606个反应的化学动力学模型，该机理是至今为止被人们认可的应用最为广泛的反应机理，该机理包括了到目前为止，异辛烷在氧化过程所有已知的高低温反应，通过很多实验的验证，证实了该机理均具有较好的性能，常作为汽油的替代机理。
    2．骨架机理
    众所周知，Shell模型作为经典的经验性的通用模型，由于简单、通用等特点，至今仍得到广泛的应用。Hu和Keck、Cox和Cole、[31他们根据Shell模型的相关理论基础，通过加入高碳烃燃料氧化过程中的一些反应动力学信息，获得了相关的理论成果。Tanaka等人。据Hu和Keck模型，在此基础上通过加入CO和HO2等小分子以及H2和CO等高温氧化的反应，来描述HCCI发动机整个燃烧放热过程。Zheng等人与Tanaka等人类似，他们把Hu和Keck的低温反应产物裂解为包含C1～C3的小分子，同时加入了31个C1～C3的高温反应。这让该机理在计算HCCI发动机的放热率、温度、压力等方面具备较好的性能。
      除此之外，大连理工大学的刘耀东等提出了一个改进的异辛烷氧化化学动力学骨架模型，他主要关注的是反应中关键组分的演变过程和预测层流火焰速递，构建了一个包括32种组分和111个反应的异辛烷化学动力学骨架模型。
    贾明等]构造了一个异辛烷氧化的骨架机理，包括40种组分和69个反应，该机理由于可以较准确计算HC、CO和NO2的排放、着火点、燃烧速率，所以比较适合HCCI发动机的多维模型的计算。研究表明，该骨架机理在不同当量比、温度和压力下具有相当好的性能。
      3．简化机理
      Callanhan及Held和Golovichev分别在1996年和2001年分别构建了15。种组分，3000个反应和84种组分，412个反应的异辛烷氧化的简化机理，并用多种试验方法进行验证，均显示出很好的性能。1997年，意大利米兰理工大学的Ranzi等人以详细机理的反应动力学数据为基础，通过大量的简化，构造了一个集总形式的机理。1998年，Law和Davis提出了一个异辛烷氧化的简化机理，包括69种组分和406个反应，并在压力0.1 MPa，当量比为0.7～1.7条件下，使用线性火焰进行验证，显示出很好的性能。

    二、PRF化学反应机理研究现状
    目前国际上主流的基础燃料如表2所示。

      1．详细机理
    1998年Curran等人提出了详细的PRF机理，该PRF机理包括990种组分和4060个反应，是迄今为止公认的最详细的基础燃料反应机理。Curran机理，其反应系统的“内核”（Core）是描述H2和CO的氧化友应，接着加入大分子C1-C8的反应机理。
      2．骨架机理
    另外，2008年，上海交通大学的黄晨等人提出了一个适用于HCCI燃烧过程研究，并能考虑HC、CO和NOx重要排放物的基础燃料化学动力学机理，该机理包含42种组分，62个反应。该模型的预测与HCCI发动机、激波管、速压机等设备验证吻合的很好。
      2011年，一个包含42种物质和71个反应，适用于HCCI发动机燃烧过程研究的基础燃料骨架机理模型被重庆大学的张庆峰提出。该骨架机理通过对PRFO、PRF60、PRF80、PRF90和PRF 100不同基础燃料在温度为667-1350K下进行了着火延迟期的预测计算，发现与试验结果比较相符。同时通过敏感性分析，对于PRF91.8和PRF70燃料，HCCI工况下的燃烧情况表明，正庚烷与YEE基的氧化反应和异辛烷与氧气的脱氢反应，2者对缸内着火的影响比较大，发现CH20. CH3是很重要的中间自由基。
      2012年，Voglsam和Winter在Zheng等人的总包反应模型基础上做了改进，包括18个组分和19个反应，来预测反应过程中CO2、H2O、CO和H2的历程。但是，该模型只是在趋势上符合上述关键组分的变化，数值上仍有待提高，是否能在藕合CFD的计算中达到理想的效果，还需要进一步验证。同一年，刘耀东还提出了一个包含40种组分和65个反应，适用于HCCI燃烧的PRF化学反应动力学骨架机理。
    3．简化机理
    1995年前后，Ranzi等人采用层级扩展方法，构建了异辛烷和正庚烷的半详细机理，他们的结构是详细的C1-C4机理藕合简化的大分子机理。
    2001年，Golovitchev和Ogink 采用层级扩展法，构建了一个包括101种组分和479个反应，适用于HCCI发动机CFD祸合计算的机理。该机理是在H2和CO氧化反应的基础上，逐步加入异辛烷和正庚烷、甲烷、丙烷、乙炔的反应子机理。
    2003年，Slavinskaya用层级扩展法构造了一个PRF反应机理，该机理包括134种组分和1006个反应。该机理的基本反应由描述H2和C1～C4的氧化机理组成，他还表明，该机理经过简单的拓展，可以研究碳烟生成前驱物和其他污染物的排放。
    2007年，Chaos用层级扩展法，构造了一个机理，用来描述PRF的高温氧化过程。机理的基本反应仍然是H2和C1～C4的氧化机理，包括107种组分和723个反应。然而，该机理却无法模拟PRF燃料的低温阶段氧化。

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