随着化石能源的消耗和环境污染的加剧,节能减排成为当今社会的热点话题。双燃料低压喷射船用发动机以经济性好、减排效果佳等优点逐步成为未来船舶动力装置的首选,但该模式发动机在低负荷时燃烧稳定性较差,易发生失火现象,导致动力性能和排放性能恶化。本文以柴油微引燃天然气双燃料发动机为研究对象,开展了实际双燃料替代物甲烷/正庚烷的着火/失火机理研究,分析了带有预燃室的双燃料发动机失火产生的原因。首先,在双燃料发动机热力学条件下,研究了甲烷对正庚烷着火的影响机理。运用CHEMKIN软件研究了不同初始温度、压力下甲烷添加对正庚烷滞燃期的影响。结果表明,初始温度在负温度系数（Negative Temperature Coefficient,NTC）区间时,少量甲烷的加入使正庚烷滞燃期明显变长,这是因为甲烷的加入抑制了低温反应路径中关键组分的生成速率,导致系统反应活性降低,而在高温区间这种抑制作用很小,对滞燃期的影响不大。进一步开展了正庚烷微引燃甲烷着火/失火机理的数值模拟研究。采用AMROC（Adaptive Mesh Refinement Object-oriented C++）计算程序研究了不同初始温度和当量比对甲烷/正庚烷着火/失火的影响。发现:甲烷/空气初始当量比为0.35时出现失火现象,当量比增加会降低火焰传播速度的峰值,但可增加火焰传播的距离;初始温度升高,着火前C₇H₁₅O₂和KET浓度增加,着火时其峰值更加靠近正庚烷侧,着火点向正庚烷浓度较高的位置移动。最后,基于带有预燃室的双燃料发动机,开展了正庚烷微引燃甲烷着火/失火现象的数值模拟。建立发动机的三维模型,研究了失火工况下不同参数对发动机预燃室内着火及燃烧过程的影响。结果表明:（1）提高进气温度会使正庚烷低温反应路径减弱,高温反应增强,引燃油燃烧更剧烈,射流火焰更强;（2）引燃油量增加使发生低温反应的正庚烷增多,初期放热量增加,高温反应更早触发,导致射流火焰变强,缸内热点增多,利于甲烷大面积着火;（3）失火工况下,适当提前引燃油喷射时刻（SOI=-12°CA）并增加引燃油量（由0.9%增加至1.5%）,会明显促进缸内着火及燃烧过程;（4）随涡流比的增加,缸内平均温度、压力和瞬时放热率均先增加后减小,促进正庚烷低温反应路径中关键组分的消耗(如C₇H₁₅O₂、KET)。本文基于正庚烷低温反应路径,揭示了甲烷/正庚烷着火/失火机理及火焰传播过程,为提高带预燃室双燃料发动机的燃烧稳定性提供了理论依据。