无人机用点燃式二冲程柴油机燃烧特性研究

针对柴油燃料雾化蒸发困难导致的发动机燃烧效果差、易爆震的问题,本文采用空气辅助缸内直喷方案,对一台点燃式二冲程柴油发动机开展燃烧特性研究。建立了点燃式二冲程柴油发动机的三维仿真模型,对混合气特性和燃烧特性进行仿真研究,并通过台架试验进行了验证。研究结果表明:点燃式二冲程柴油发动机在热机工况下,点火时刻有58%的燃油蒸发,缸内平均当量比由冷起动工况下的0.2提升至0.8,混合气品质较高,缸内燃烧情况良好。通过燃用汽油、柴油两种燃料进行发动机整机性能对比试验发现,在高转速大负荷工况下,两种燃料的燃烧特性曲线十分接近,柴油燃烧的指示平均有效压力(IMEP)的分布均值仅比汽油低1.2%。总体而言,柴油燃料应用于点燃式二冲程发动机的燃烧性能与汽油燃料相似,且使用柴油燃料时缸内压力最大震荡幅值仅为0.02 MPa,远小于爆震阈值,不会出现爆震现象。