近年来，随着我国汽车产量和保有量的快速增加，石油进口量持续攀升，能源安全隐患日益突显；同时，化石燃料燃烧造成的雾霾等环境污染问题，也严重损害了国民的身体健康。发展清洁替代可再生燃料以及高效清洁燃烧方式是一种有效降低我国对外能源依存度、减少环境污染的手段。饱和呋喃类燃料作为较有前景的清洁代用燃料，可有效降低发动机的有害排放；同时作为可再生燃料，饱和呋喃类燃料由非食用的秸秆等原料制取，具有很高的经济效益和社会效益，因而近年来开始受到关注。另一方面，此类燃料的化学反应动力学机理还不完善，需要进行优化。
为探究饱和呋喃类燃料作为发动机代用燃料的应用潜力，有必要针对其基础燃烧特性及氧化机理进行研究。因而，本文利用激波管开展了高温条件下饱和呋喃类燃料着火延迟期的实验研究，比较和完善了相应的化学反应机理，进行了化学反应动力学分析。最后对比了饱和呋喃类燃料和醇类燃料的自燃特性，分析了当量比对两族燃料着火延迟期的影响，比较了两族燃料的醛类产物。本文主要结论如下：
1.　系统研究了四氢呋喃在温度1140-1820　K、压力1.2-10　atm、当量比0.5-2.0、燃料摩尔分数0.25-1.0%时的着火延迟期，给出了四氢呋喃着火延迟期随相关参数变化的关系式。完善了四氢呋喃的高温化学反应动力学机理，很好地预测了本文实验工况下四氢呋喃的着火延迟期。通过路径分析，发现高温下四氢呋喃的主要反应路径为燃料的裂解反应，温度降低时，燃料脱氢反应的比重逐渐增大。实验还发现，四氢呋喃的着火延迟期小于呋喃。
2.　系统研究了2-甲基四氢呋喃在温度1000-1900　K、压力1.2-10　atm、当量比0.5-2.0、燃料摩尔分数0.25-1.0%时的着火延迟期，给出了2-甲基四氢呋喃着火延迟期随相关参数变化的关系式。完善了2-甲基四氢呋喃的化学反应动机理，使得预测结果与实验值吻合。通过路径分析和敏感性分析，发现高温条件下2-甲基四氢呋喃最主要的反应为H+O2=O+OH和燃料裂解反应，温度降低时，燃料脱氢反应比重逐渐提高。本文大多数工况下2-甲基四氢呋喃的着火延迟期高于2-甲基呋喃，同时计算发现2-甲基四氢呋喃氧化生成的C6H6、C2H2等碳烟前驱物少于2-甲基呋喃，说明2-甲基四氢呋喃生成碳烟生成量的倾向低于2-甲基呋喃。
3.　为研究甲基的增加对饱和呋喃自燃特性的影响，比较了不同工况下四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的着火延迟期。发现两者的着火延迟期均随当量比的增大而增大，随燃料摩尔分数的增大而减小。二者着火延迟期拟合公式表明，四氢呋喃的当量比指数和燃料摩尔分数指数的绝对值均小于2-甲基四氢呋喃，因而压力和温度对四氢呋喃着火延迟期的影响小于2-甲基四氢呋喃。通过比较当量比1.0、压力10　atm、温度1550　K和燃料摩尔分数0.25%时二者的着火延迟期，发现四氢呋喃着火延迟期高于2-甲基四氢呋喃。化学反应路径分析表明，该工况四氢呋喃绝大部分通过裂解反应生成烯烃和醛类等稳定的产物，而2-甲基四氢呋喃既发生裂解反应又发生脱氢反应，并且生成更多小分子自由基，促进了反应的进行。
4.　对比了饱和呋喃与常见的醇类代用燃料的自燃特性，研究了高温下当量比对燃料着火延迟期的影响。研究发现本文大部分工况下，饱和呋喃类燃料的着火延迟期和活化能高于醇类燃料。随着当量比的增大，甲醇着火延迟期减小，饱和呋喃、正丙醇、正丁醇、异辛烷等燃料的着火延迟期增大，而乙醇着火延迟期随当量比的变化较为复杂。化学反应动力学分析表明，高温下影响甲醇着火延迟期的最主要因素为燃料相关的反应，影响饱和呋喃、异辛烷、正丙醇、正丁醇着火延迟期的最主要因素为H+O2=O+OH，影响乙醇着火延迟期最主要的反应不仅有H+O2=O+OH，也有燃料相关的反应。最后，比较了饱和呋喃、醇类和异辛烷的醛类生成量，发现四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的甲醛生成量远低于甲醇（约为甲醇的1/5），与异辛烷的醛类生成量接近，而乙醛生成量也仅为乙醇的1/3，这是由燃料的反应路径决定的。