二冲程汽油机具有动力性好、体积小、重量轻、振动噪音小、起动容易和造价低廉等优点,在摩托车、赛艇及园林机械等动力系统中多有较广泛应用。二冲程汽油机的扫气过程在很大程度上影响缸内新鲜工质的充量、气流状况及污染物排放,进而影响动力性、燃油经济性和排放等性能指标。本文针对某1E40F型二冲程汽油发动机,进行扫气过程的建模仿真与实验研究,在综合分析研究的基础上,取得较为合理的二冲程汽油机扫气系统结构参数,为开展二冲程汽油机低排放工作打下较好应用基础。开展的主要研究工作有:1对原机进行台架试验,得到原扫气参数下的二冲程汽油机的动力性参数与排放特性,分析过量空气系数对排放的影响,并对气口参数依据系数计算法进行优化;2利用三维建模软件CATIA对原型机内流场进行参数化建模[气口参数参考理论优化之后)。首先针对扫气口仰角,分别建立0°模型、8°模型和15°模型;其次针对活塞顶形状,分别建立圆形凸顶模型和凹坑阶梯模型:其三针对主扫气道的结构建立半封闭扫气道模型;最后针对主扫气道扫气口仰角,建立20°模型。使用ICEMCFD对各模型分别进行网格划分和初步进行边界处理。3应用计算流体力学(CFD)方法,即利用CFD软件Fluent,设置相同的边界条件和初始条件,对上述建立的模型的扫气过程分别进行数值模拟,得到内流场压力图、温度图、速度矢量图以及扫排气口质量流量等结论。分析各参数模型通过仿真得出的结论,为取得较为合理的内流场结构提供意见。此外,本文还对空间分层扫气方案做了数值模拟。通过试验分析发现,对于1E40F二冲程发动机而言,在较高转速下(大于450.0r/min)运行,其油耗相对于低转速运行时较低。发动机负荷在0.2Mpa～0.3Mpa时,发动机NOx、CO、CH污染物排放指标较合理;通过流体模拟分析得出,在高转速下,适当增加发动机扫气口仰角、改变发动机活塞顶形状为凹坑阶梯形、改发动机扫气道为半封闭式扫气道以及适当增加主扫气道仰角,对发动机缸内气流组织、进排气状况有很大影响。扫气口仰角为8°时,相对于其它角度对废气的扫动和排出较为有利;当活塞顶改为凹坑阶梯型时,在扫气初期,对缸内左上角的扫气不够充分,到扫气中后期,改进模型的扫气流动组织的更为合理,近壁面气体流动加快,加强了扫气效果;在对主扫气道进行半封闭处理后,副扫气道宽度比例较大的模型计算结果显示,在中间面上的排气口处速度矢量明显减少,意味着新鲜混合气的短路损失减少很多;在对主扫气道仰角进行单独改变后发现后期的扫气效果优于原机,但前期短路损失较严重;分层扫气数值模拟结果显示,新鲜混合气的短路流失情况大大减少。