基于燃料应用安全性,航空煤油因其闪点高,饱和蒸汽压低,不易挥发等特点,被广泛应用于点燃式活塞航空发动机。同样,这也带来了混合气形成质量差、燃烧不稳定、爆震倾向增加等热点问题。以往的学者大多只关注喷雾SMD对混合气的影响,而喷雾不均匀度也是影响混合气形成的重要因素之一,因此本文以优化煤油混合气形成质量为目标,探究航空煤油发动机额定工况和冷机起动这两个重要工况时,不同燃油温度和当量比条件下,喷雾不均匀度与SMD对混合气形成的综合影响,分析喷雾不均匀度对混合气形成的影响效果。为实现此目的,本文使用GT-Power软件建立发动机一维仿真模型,使用AVL-Fire软件建立发动机燃烧室三维模型,并根据台架试验数据以及喷雾可视化试验数据进行模型验证。提出了一种新的喷雾不均匀度定义,通过喷雾液滴直径测试试验获得喷雾不均匀度的分布范围,从而设计仿真计算时的不同液滴直径分布方案。通过三维仿真结果分析,总结额定工况和冷机起动两个工况下,不同喷雾SMD、燃油温度和过量空气系数时,不均匀度对混合气形成的影响规律。研究表明:应用压缩空气辅助直喷系统的航空煤油发动机,其喷雾不均匀度多在1.5到2.3之间。额定工况下,随着喷雾不均匀度增加,点火时刻缸内形成的大直径燃油液滴数量随之增加,且这些大直径燃油液滴往往出现在火花附近和气缸边缘,会造成点火质量的下降和爆震可能性的增加。同时,点火时刻缸内燃油蒸发量减小、缸内未蒸发燃油SMD增大。随着喷雾SMD的增加,不均匀度增大对混合气形成的恶化效果逐渐增强。随着燃油温度的增加,不均匀度增大对混合气形成的恶化效果逐渐减小。喷雾SMD超过10μm后,采用减小不均匀度方案比燃油加热方案更能有效优化混合气形成。冷机起动工况下,不同喷雾SMD及燃油温度条件时,喷雾不均匀度增加对混合气形成的恶化效果与额定工况时的规律基本一致。另外,过量空气系数改变后,不均匀度增加给混合气形成带来的恶化效果并无规律性变化。在SMD较大的情况,通过减小喷雾不均匀度要比增加喷油量更能有效增加燃油蒸发量,改善冷起动。也就是说,在SMD较大的情况,通过减小不均匀度,可以优化冷起动,并降低油耗。