二冲程进气管喷射汽油发动机,由于简单的机械结构导致燃油经济性低和排放高,难以满足发动机对燃油经济性以及排放的要求。二冲程缸内直喷技术可以减少甚至完全避免燃油的短路损失,并且灵活控制喷油策略可以优化发动机在各种工况下的性能,弥补换气方面的缺陷,极大地提高了燃油经济性、降低了排放。本文通过CFD仿真软件建立二冲程进气道喷射发动机模型以及设计了二冲程直喷发动机的燃烧室形状,研究了所设计的燃烧室在不同运行工况下喷油参数对混合气形成的影响规律以及喷油正时改变时不同海拔高度下缸内混合气、新鲜充量和燃油逃逸率变化规律。本文主要完成工作和创新如下:(1)建立了原型机GT-power仿真模型,并通过台架试验进行试验验证,使其为CFD-Fluent提供合理的边界条件和初始条件。(2)在其扫气道尺寸和位置不变的情况下,对燃烧室进行调整,设计两种不同的燃烧室方案,通过分析缸内速度分布流场、废气分布流场以及扫气效率三个方面,优选最优燃烧室作为缸内直喷混合气研究对象;(3)在原型机模型基础上完成了缸内直喷化设计,在不同喷油时刻下对缸内流场和燃油分布进行了分析,研究结果表明:在小负荷工况下采用原机燃烧室不易形成分层混合气,且缸内没有形成均匀的滚流,容易造成燃油的堆积,进一步说明了缸内直喷改造的必要性;采用所设计的缸内直喷模型,模拟在小负荷工况,研究了喷油参数对分层稀燃混合气形成过程的影响,分析了喷油时刻、喷油方向和喷油压力对缸内速度矢量、缸内湍动能以及燃油分布的影响规律。研究表明:在保证燃油能够扩散的前提下,选择适当的喷油角度和较大的喷油压力,且在喷油角度15°、喷油时刻在70°CA~90°CA BTDC时有助于分层混合气形成;同时,模拟在大负荷工况,喷油参数对均质混合气形成过程的影响,分析了喷油时刻、喷油方向和喷油压力对缸内速度矢量、缸内湍动能以及燃油分布的影响规律,研究表明:在保证混合气的均匀以及减少燃油逸出的情况下,尽量提前喷油,增大喷油压力,使缸内燃油分布更均匀,且在喷油角度15°、喷油时刻200°CA~220°CA ATDC时有助于均质混合气的形成;(4)利用建立的仿真计算模型,模拟在大负荷工况,分析了喷油角度15°、喷油压力5Mpa时,在0m、1500m和3000m海拔高度下混合气形成状况,以及喷油时刻(180°CA、200°CA、220°CA、240°CA ATDC)变化对缸内流场、燃油分布和燃油损失的影响。研究表明:海拔越高,喷油器喷出的燃油对缸内流场影响越明显,由于缸内流速的降低,缸内滚流强度弱,到达点火位置和排气口的时间较长,减小了燃油的短路损失,使燃油损失降低,且海拔越高应该适当的提前喷油。