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目前战场上的无人机发动机使用的大都是汽油(有的含有添加剂),而飞机、坦克等发动机大多使用的是JP-8一类的重油。在前线油料供应种类受到限制的情况下,单独为无人机发动机等供应汽油将会增加后勤负担。此外,重油与汽油相比,其潜在性能更加可靠和有效,在战场上的用途更广泛。重油的比能量比汽油高;而且闪点相对汽油较高,不易燃,因此运输和储存也更安全。重质燃油虽然也属于石油产品,但作为更紧缺的航空汽油等轻质燃油的替代品,重油正成为传统航空汽油燃料的新选择。本文应用专业的内燃机模拟软件AVL FIRE对某航空用活塞式发动机燃用煤油时的进气、压缩、喷油、燃油蒸发及燃烧过程进行了模拟。沿进排气门之间气缸中心线上选取不同喷油位置,分析计算得出的二维结果和三维结果,研究不同喷油位置对燃油蒸发、混合气分布、燃烧及排放的影响。确定相对理想的喷油位置后,选取进气行程早期、进气行程中期、压缩行程开始、压缩行程早期、压缩行程中期几个典型时刻作为喷油时刻,对比分析喷油时刻对燃油蒸发、混合气分布、燃烧过程的影响,研究得出较为理想的喷油时刻。并对比分析了该发动机机燃用煤油与汽油时燃油蒸发、混合气分布及燃烧性能的变化。模拟结果表明:(1)喷油位置布置在y=-0.054位置时,点火前缸内混合气分布均匀,燃烧后爆发压力高。作为军用产品,相比NO排放,更着重考虑碳烟生成量,碳烟生成量小,有利于燃烧稳定及避免爆燃危害发动机。此外,喷油器布置在此位置时,承受高热负荷减少,兼顾利用高速进气气流对喷油嘴冷却和清洁。另外,y=-0.054位置处空间大,有利于加工喷油器安装孔,布置方便。(2)进气行程晚期480度曲轴转角时喷油,燃油完成蒸发时刻提前,后续点火时刻可调范围较大。点火前混合气均匀分布,适合火焰快速传播,燃烧爆发压力高,燃油利用率高,碳烟生成量小。进气行程后期缸内温度逐渐升高,喷油降低缸内温度,有利于提高进行充量系数,增加进气量。(3)该发动机燃用煤油相比燃油汽油时,煤油相对汽油蒸发速度较慢,但在点火时刻前能完全蒸发,能够满足点火需求,并能顺利燃烧。燃烧压力略有升高,NO及碳烟排放有所减少。