点燃式二冲程发动机由于其较高的功重比和较低的维护成本等优势,在小型飞行装置与无人机的动力系统中被广泛应用,随着军事背景下“燃料单一化”政策的推行,点燃式汽油发动机急需安全性高的替代燃料。航空煤油相比汽油拥有更高的物理稳定性,在储存与运输安全性方面有明显的优势,加之航空煤油在军事中的普遍应用,使得航空煤油作为点燃式发动机替代燃料的研究在无人机等军事领域中受到了高度的重视。然而,煤油燃料与汽油燃料的理化特性存在一定的差异,在点燃式发动机中的燃烧特性不同,其中煤油燃料辛烷值低的特性导致其爆震燃烧现象尤为严重。爆震是阻碍点燃式发动机提高热效率的关键因素,严重的爆震燃烧不仅会导致发动机动力性与经济性的恶化,甚至导致发动机产生严重的不可逆损坏。因此,点燃式煤油发动机爆震燃烧的研究是该技术领域所面临的核心课题之一,为了揭示点燃式二冲程煤油发动机的爆震燃烧机理,探究不同参数对发动机爆震燃烧及性能的影响特性,进而提出针对性的爆震抑制策略,本文采用了数值模拟与发动机试验相结合的研究方法,基于一台PFI二冲程点燃式发动机,建立了一维与三维的发动机整体模型,搭建了发动机试验台架,完成的研究工作和创新如下:（1）建立了点燃式二冲程煤油发动机工作过程及缸内燃烧过程的数值仿真模型,利用试验数据对模型中的各个模块进行了标定,结果证明:所建立的一维性能仿真模型能够准确模拟出发动机各工况下的动力输出特性,并且可以对发动机爆震进行预测;三维模型能够准确模拟缸内工作过程中各热力学参数的变化过程,模拟爆震燃烧的过程。（2）对点燃式二冲程煤油发动机的爆震现象进行了数值模拟研究,对比了煤油与汽油燃烧过程的差异性,定量分析了不同点火提前角、混合气浓度与初始火核尺寸对煤油发动机爆震燃烧的影响。研究结果表明:在相同工况下汽油燃烧放热过程更加剧烈,末端未燃混合气的压力与温度都高于煤油,但是煤油自燃点低且火焰传播速度慢,导致了其爆震燃烧倾向更明显;爆震燃烧开始的位置与爆震燃烧强度较大的位置都在距离火花塞或正常火焰锋面最远的缸壁处,爆震燃烧强度最大的位置点会持续发生变化,导致缸内压力的剧烈振荡;混合气浓度对爆震燃烧影响的主要因素有两个,即火焰传播速度和缸内放热量,二者之间呈现互相抵消的关系,仿真结果表明缸内放热过程的集中与提前对末端混合气自燃的促进作用更加明显;增大初始火核直径会导致爆震燃烧反应速率的峰值提高,但是由于火焰传播速度的增大,减小了爆震时刻末端混合气的质量分数,从而降低了爆震燃烧在缸内的分布范围,有助于爆震燃烧的快速结束。（3）为了提出有效的爆震抑制策略,本文从点燃式二冲程煤油发动机的控制参数、进气过程及结构优化三个角度出发,研究了不同参数对发动机关键性能与爆震的影响。研究结果表明:由于煤油燃料的理化特性,对于点燃式煤油发动机单独使用推迟点火提前角的方法无法完全消除爆震,应结合喷油控制设计合理的点火-喷油协同控制策略;进气增压的方式对发动机功率提升效果不大,且会导致PFI二冲程发动机的扫气损失严重,同时增大发动机爆震倾向,因此PFI点燃式二冲程煤油发动机不适合采用进气增压;采用较低的扫气效率配合更大的点火提前角的策略,可以在发动机不损失过多功率的情况下,使发动机的爆震得到较好的抑制;在考虑到发动机高速性能及机械损失的基础上,适当减小发动机的缸径/冲程比不仅可以提升发动机的动力性,而且可以通过加快火焰传播过程而降低排气温度、减小发动机爆震倾向;双火花塞的布置方式及间距对缸内燃烧过程的影响较大,优化双火花塞位置是抑制点燃式二冲程煤油发动机爆震的有效途径之一。（4）研制了点燃式二冲程煤油发动机的电子控制系统,搭建了点燃式二冲程煤油发动机试验平台,分析了对应不同关键控制参数的发动机性能及爆震燃烧特性,试验结果表明:推迟点火提前角的方法可以抑制爆震,但是由于煤油燃料燃烧速度慢的特点会导致后燃排气温度上升,因此受到了比较大的限制;试验验证了提出的点火-喷油协同控制策略能够有效抑制发动机的爆震燃烧,提升发动机的动力性能。