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微型活塞式内燃机因其高能量和功率密度备受微型机电系统青睐,广泛应用于无人机推进系统及各种便携式设备。因微小尺寸限制,微型往复活塞式内燃机燃烧效率低、稳定性差等问题突出。为此,本文将排量为0.99cc的两冲程微型往复活塞式内燃机作为研究对象,探究热边界条件、电流强度对其燃烧特性的影响,并对不正常燃烧现象的产生机制进行分析。文章具体内容如下:首先,将微型往复活塞式内燃机燃烧特性与一款现代典型两冲程常规尺寸发动机进行比较,全面评价样机基本燃烧特性,同时与三款相同尺寸级别微型发动机进行对比,总结出其在尺寸缩减后面临的燃烧问题。研究发现,微型往复活塞式内燃机整体燃烧状况差,燃烧稳定性低。随尺寸缩减,燃烧特性不断恶化。因此,采取有效技术手段提前微型往复活塞式内燃机燃烧始点(CA05)、改善燃烧特性是其达到更小尺寸的关键。评估热状态对微型活塞式内燃机燃烧特性的影响。分析发现,缸体温度升高能使CA05提前且集中,明显降低循环变动,提高燃烧稳定性,对样机燃烧特性的改善有一定促进效果。分析热状态对宏观机型燃烧特性的影响发现,其对微型样机pmi循环变动的低减幅度超过宏观机型的50倍,表明热状态对发动机燃烧特性的影响随尺寸缩减而增大。分别诊断普通工况与失燃极限工况下不同电流强度对微型样机燃烧特性的影响。研究发现,随电流强度增加,普通工况下微型活塞式内燃机的燃烧循环变动增加,失火率升高。而失燃极限工况下,铂丝炽热强度增强可通过提前CA05低减因CA05延迟导致的严重失火现象,明显提高微型样机燃烧稳定性。铂丝通电对普通工况下微型往复活塞式内燃机燃烧特性无明显改善效果,但可有效提高失燃极限工况下的燃烧稳定性,是拓宽微型样机失燃极限工况范围的技术手段之一。针对微型往复活塞式内燃机不正常燃烧突出的现象,首次提出单个循环分析方法,该方法通过分析特征循环及其相邻循环间燃烧的影响来探究不正常燃烧现象的产生机制。分析发现,铂丝通电工况下,CA05过于提前循环下一循环(F+1循环)中不正常燃烧循环(AC循环)比例为70%,表明CA05过于提前是导致不正常燃烧现象产生的主要原因。铂丝不通电工况下,正常燃烧时,CA05的不正常提前对F+1循环的燃烧有轻微不利影响,但未导致不正常燃烧现象产生;燃烧含30%硝基甲烷甲醇混合物燃料与燃烧含10%双氧水甲醇混合物燃料条件下,F+1循环中近50%的AC循环揭示CA05的不正常提前是导致不正常燃烧现象产生的主要原因之一;燃烧乙醇混合物燃料条件下,F+1循环中高达83.33%的AC循环表明CA05过于提前是不正常燃烧现象产生的主要原因。