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为了研究微自由活塞动力装置燃烧过程及特征，搭建了燃烧过程可视化试验平台，结合高速摄像技术获得单次冲击压缩燃烧试验过程影像，分析了活塞运动特性及混合气燃烧特性。研究结果表明：混合气在微尺度空间里可以压缩着火燃烧。通过变参数试验对比，分别得出活塞初始速度、微燃烧室几何形状及活塞质量等因素对燃烧过程的影响规律。对于二甲醚与空气的混合气，研究表明存在临界压缩比，当压缩比大于18时混合气才能完全压缩燃烧。