在小功率范围内占主导地位的航空活塞发动机,广泛应用于各种无人机、直升机以及舰载机。本文以航空活塞发动机由汽油改烧航空煤油时出现的功率不足和强烈爆震等问题为切入点,结合燃料特性,从基础燃烧特性的层面对航空煤油和汽油的差异进行了试验研究和分析。针对航空煤油燃烧速度慢的特点,采用火花塞预燃室系统对其进行燃烧加速。并用氢-空混合气在不同初始温度、初始压力、当量比下对火花塞预燃室的燃烧加速作用进行了量化分析。最后用发动机台架试验对火花塞预燃室加速航空煤油燃烧的实际效果予以验证。在定容燃烧试验测试平台上,进行航空煤油与汽油燃烧特性对比的试验研究,通过火焰发展和瞬态燃烧压力两方面燃烧特性的对比分析,得出航空煤油燃烧速度比汽油慢的结论,初始压力为0.2MPa时,汽油的燃烧速度比航空煤油快30%。在已有试验平台的基础上,加入了火花塞预燃室系统,通过试验分析其对航空煤油燃烧加速的效果。通过定义相对火焰传播距离,结合试验结果进行了分析,能够得出预燃室可以加速航空煤油和汽油燃烧的初步结论,当量比为1.1时,预燃室可将汽油的燃烧加速60%。为了进一步量化分析火花塞预燃室的燃烧加速效果,本文用氢-空混合气进行了预燃室和非预燃室燃烧模式的对比研究。完成了不同当量比、不同初始压力以及不同初始温度下的预燃室和非预燃室对比试验。结合试验结果量化分析了不同当量比、不同初始温度、不同初始压力下,火花塞预燃室对于氢-空混合气的加速效果。结果表明,在当量比为0.6时,火花塞预燃室的燃烧强化作用最明显,此规律不会因初始温度及初始压力的变化而改变。在发动机试验台架上,进行火花塞预燃室对燃烧加速效果的试验验证。结果表明,预燃室方案可以有效加快航空煤油的燃烧速度,缩短燃烧持续期,提高热效率,可以起到提升输出功率,缓解爆震的预期效果。