二冲程点燃式发动机具备高功重比、结构简单、制造成本低,易维护等优点,结合重油燃料在燃油使用、储运、价格等方面的优势,二冲程点燃式重油发动机在轻型航空飞行器上有着较好的应用价值。传统二冲程点燃式发动机由于结构缺陷,存在燃油短路损失以及过后排气损失,且重油燃料粘度大,蒸发性差,雾化效果不佳,冷起动困难,导致点燃式重油发动机的发展受到限制。二冲程点燃式重油发动机应用空气辅助燃油喷射技术,可以解决重油雾化问题,改善重油燃烧过程,消除或减轻燃油短路损失和过后排气损失,提升二冲程发动机的燃油经济性和排放性能。本文在H3701直列三缸二冲程进气道汽油机的基础上,将其改造为点燃式直喷重油发动机,重点研究了喷射时刻对直喷重油试验样机性动力性、燃油经济性、排气温度的影响,以及试验样机在冷起动过程中,不同控制参数对试验样机冷起动性能的影响。主要完成了以下工作:(1)对原型机进行了直喷化改造,将AADI直喷系统应用于试验样机。设计加工了相应的直喷缸盖、燃油/压缩空气供给系统等部件,并建立了试验样机性能试验台架。(2)通过试验研究,对比验证了直喷化改造后试验样机的扫气性能。试验结果表明,直喷重油试验样机的扫气性能与原型机基本一致。(3)建立了准确的试验样机一维性能仿真模型,对部分负荷下试验样机重油燃烧的特性进行了仿真计算,得到了部分试验样机性能的变化规律。为大负荷性能试验提供了试验方向与理论依据。(4)通过试验研究了不同负荷下喷射时刻对直喷重油试验样机动力性、经济性以及排气温度的影响。试验结果表明,随着转速与负荷的提升,喷射时刻越早,发动机的动力性能与燃油经济性越好。且随着喷射时刻的提前,整体上发动机的排气温度随之下降,可使发动机工作在安全的温度范围。但是,当发动机在极小的负荷下工作时,喷射时刻对发动机的排气温度的影响不大。(5)影响。试验结果表明:随着喷油加浓倍数的增加,冷起动时间大幅缩短;过大的喷气结束角会导致冷起动性能恶化,整体上喷气结束角对冷起动性能的影响不大;较宽的点火提前角变化范围,可缩短冷起动时间;随着油气脉宽比的增大,冷起动时间减少;较大或较小的油气间隔不利于发动机快速冷起动,应选择适当大小的油气间隔。