二冲程活塞汽油机具有功重比高、结构简单、技术成熟、成本较低等诸多优点,在无人机等小型航空飞行器上有着非常广泛的应用。但是随着飞行高度的增加,大气压力下降,空气密度、单位体积空气含氧量均降低,造成功率和转矩下降、油耗上升,发动机的性能随海拔高度的增加而迅速恶化。实验表明,自然吸气发动机,海拔高度每升高1000 m,功率下降约8-10%,外特性最低比油耗增加约3-4%,难以满足我国对中高空无人机6000m以上飞行高度及长航时的要求。采用增压技术能够实现发动机功率恢复和强化,是提高无人机飞行高度的重要手段。传统的化油器式或者进气道喷射式曲轴箱扫气二冲程汽油机,不可避免的存在扫气损失和过后排气损失,采用增压技术,提高扫气压力,会使新旧工质混合增加,燃油从气缸壁上排气口逸出损失增加,造成燃油经济性恶化。采用缸内直喷技术的二冲程汽油机理论上能够控制燃油在排气口关闭后喷射,极大程度上减少发动机燃料的短路损失,因此二冲程直喷发动机更适合应用增压技术。本文以一款已进行直喷化改造的二冲程汽油机为研究基础,进行了增压器匹配的仿真研究,使其能够达到3000m处维持原机地面功率,7000m处功率大于原机地面工况30%的增压目标。并针对特定工况点对发动机进行了扫气过程的CFD分析计算,判断增压后发动机的缸内流场和扫气品质不出现恶化。本论文的主要研究工作包括:(1)建立原进气道喷射式二冲程发动机的一维模型。由于二冲程发动机直喷化改造理论上只影响发动机的燃油消耗率,且在前期的试验中已验证直喷改造对发动机的扫气过程影响不大,在GT-power软件中无法设置本文采用的直喷喷油器模型的条件下,采用原机进气道喷射式汽油机模型近似代替直喷汽油机模型获取压力边界、功率输出等信息。在第二章中具体介绍了模型搭建过程,并用试验数据对模型进行修正调试,使得模型能够准确反应发动机的工作情况;(2)根据增压目标,进行了压气机选型计算,对一维模型进行了增压改造,改进了进气系统,增加了压气机模块和速度边界模块,并对发动机进行了增压仿真计算,获得了满足功率输出要求的边界条件;(3)利用一维仿真得到的边界条件,对不同工况条件下直喷发动机扫气过程进行了CFD仿真计算分析,对3000m处增压前后工况、7000m处增压前后工况以及增压发动机在3000m处和原机在地面处工况的流场及扫气品质进行了对比分析,基本可认为直喷发动机能够达到3000m处维持原机地面功率不变,在7000m处能够正常工作的增压目标;(4)采用增压后原动排管调谐特性发生变化,通过对动排管的渐扩管锥角和长度、等直管长度等参数进行优化,重新设计了动排管,优化了其调谐特性,使得发动机在增压方案不变的情况下能够有更好的动力性能表现。