作为无人机的动力源,与传统的汽油航空活塞发动机相比,航空煤油活塞式发动机在安全性、通用性以及燃料易得性等方面具有明显的优势,因此以航空煤油作为航空发动机燃料正受到研究人员广泛的关注。然而,航空煤油雾化困难,自燃温度低,辛烷值较低,在实际应用时往往面临着小负荷时燃烧稳定性与大负荷时易发生爆震的问题。因此,航空煤油活塞式发动机的研究热点之一是大负荷工况下的爆震抑制,本文将对此进行研究。目前针对汽油机爆震抑制策略的研究较多,对于航空煤油发动机爆震抑制的研究相对较为缺乏。开展这方面的研究,采用爆震抑制措施拓宽爆震极限从而提升发动机功率,对于航空煤油发动机的开发具有十分重要的现实意义与工程应用价值。本文在CONVERGE软件中建立了活塞式航空发动机的三维仿真模型,完成模型的标定之后对低辛烷值燃料爆震燃烧过程进行了模拟与分析。在此基础上研究了不同EGR率对于爆震的抑制效果。研究发现,EGR技术对于低辛烷值燃料的爆震抑制效果较为明显。在EGR气体引入之后,由于稀释效应与热效应,可燃混合气的燃烧反应速率变慢,火焰传播速度降低,缸内温度下降,从而有效地降低了末端混合气的自燃倾向。当EGR率增大到12%时,缸内压力振荡幅值与EGR率为0时相比降低了99.2%。随后针对EGR技术的稀释效应以及热效应进行了深入的研究,发现EGR技术降低缸内温度、抑制爆震的效果主要来自于其稀释效应,而热效应的作用相对较小。采用米勒循环技术可以降低发动机的有效压缩比,有效压缩比的降低将会降低压缩过程中缸内温度,从而导致燃烧开始后反应速率变慢,燃烧过程中温度降低,抑制了末端混合气的自燃,降低爆震强度。当进气门推迟20 CAD关闭时,缸内压力振荡降低96.3%。进气门关闭时刻推迟有助于增强进气行程以及压缩行程初期缸内的滚流,从而使点火前缸内的湍动能略微提高,有助于加快油气混合速率,提高点火稳定性。在进气门推迟关闭的基础上提高进气压力后,进入燃烧室内的新鲜混合气质量显著增加,发动机的IMEP恢复到使用米勒循环技术之前的水平。进气增压之后缸内的温度降低,因此在所研究工况下进气增压米勒循环可以在实现较好爆震抑制效果的基础上提高发动机动力性。综上所述,EGR技术及米勒循环技术对于低辛烷值燃料的爆震抑制效果十分显著,这一结论对于后续航空煤油发动机的开发工作具有指导意义。