采用空气先导式分层扫气方法降低小型二冲程汽油机燃油消耗的试 …

二冲程内燃机换气时新鲜充量的逃逸损失主要来自首先进入气缸的那部分扫气气体。因此，这里研究了一种新的扫气方法－向扫气道单独充入产在进气结束时尽可能存留纯空气的空气先导分层扫气方法。对一台批量生产的排量为２５０ｍＬ摩托车二冲程汽油机精心改装后进行的直接对比试验表明：采用空气先导式分层扫气方法其燃油消耗比采用普通扫气时明显降低，中等负荷时降低，且在宽广的转速－负荷范围内，油耗不超过３５０ｇ／（ｋＷ．ｈ）     

采用空气先导式分层扫气方法降低小型二冲程汽油机燃油消耗的试验研究

二冲程内燃机换气时新鲜充量的逃逸损失主要来自首先进入气缸的那部分扫气气体。因此，这里研究了一种新的扫气方法——向扫气道单独充入并在进气结束时尽可能存留纯空气的空气先导分层扫气方法。对一台批量生产的排量为２５０ｍＬ摩托车二冲程汽油机精心改装后进行的直接对比试验表明：采用空气先导式分层扫气方法其燃油消耗比采用普通扫气时明显降低，中等负荷时降低（１５～２８）％，且在宽广的转速－负荷范围内，油耗不超过３５０ｇ／（ｋＷ·ｈ）。最后讨论了分层扫气的发展前景。     

新型二冲程微型摆式内燃机预压缩室的结构优化

新型二冲程微型摆式内燃机(MFSPE)预压缩室的作用是对进入腔内的新鲜充量进行预压缩,使其在进入燃烧室时有一定的预压力,从而达到充分混合,以保证燃烧的适时性和充分性,以及提高扫气效率.本文通过运用FLUENT中的动网格模型对其在预压缩过程中的流场进行了分析,获取了场内流线的分布,并通过对预压缩室结构的优化改善了流线的分布,充分地利用了新鲜充量的流动惯性.     

对置活塞二冲程汽油机直流扫气系统参数研究

通过进行对置活塞二冲程汽油机直流扫气系统扫气过程的分析,提取了影响扫气过程的关键参数,包括进排气口高度、进排气口圆周率及进气口径向倾角。采用GT-Power软件建立对置活塞二冲程汽油机工作过程一维仿真模型,并通过正交试验设计方法,对进排气口高度和圆周率进行3水平正交试验模拟,优化进排气口流通面积。同时,采用AVL-FIRE软件建立对置活塞二冲程汽油机扫气过程计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,对进气口径向倾角进行优化分析。通过对进排气口高度和圆周率的正交试验分析,得出其对扫气效率和给气比的影响大小和相关系数。研究表明:适当的进气口径向倾角能促进扫气过程中的新鲜充量和废气的分层,但倾角太大导致进气阻力增大,扫气效率降低;当倾角为15°时,扫气效率和捕获率最大。     

二冲程汽油机气体流动及扫气品质的数值计算

利用非稳定流动的理论,建立了曲轴箱边界、气口边界等模型,建成了适用于曲轴箱扫气式二冲程汽油机性能预测和进、排气系统分析的模型,并针对ＡＸ１００型摩托车二冲程汽油机进行了计算和分析。由于该有较好地分析二冲程发动机进排气系统中的压力波动,并考虑了扫气口回流中新鲜充量和复合扫气模型,计算得到的二冲程发动机的扫气品质与试验数据比较是吻合的。通过研究加深了对二冲程汽油机进、排气系统流动规律及其对发对机性能     

二冲程汽油机的排气分离和有效利用

1.前言在普通的二冲程汽油机中,由扫气口进入气缸内的新鲜混合气约有70%参与燃烧,其余30%混合气随废气由排气口排出。为了增加新鲜充量,正在研究尽量减少新鲜混合气损失的发动机,如偏心形发动机和NiCE 发动机(日本清洁发动机)。不论用那种方法,大幅度地突破上述比率是困难的。可是,过去二冲程发动机的研究目标主要是增加新鲜充量和提高性能,没有把排气分离和有效利用作为研究方向。     

对置二冲程柴油机扫气口参数对扫气过程的影响

通过分析扫气口高度、圆周利用率、气口径向倾角等参数对对置二冲程柴油机扫气过程的影响,建立了基于GT-Power的一维仿真模型,研究分析了扫气口高度、圆周利用率变化对发动机扫气过程的影响;同时建立基于AVL-FIRE的对置二冲程柴油机扫气过程CFD仿真模型,研究了气口径向倾角变化对发动机扫气过程的影响。研究结果表明:扫气过程中,扫气流量主要受扫气口开启面积大小的影响,并随着扫气口开启面积的增大而增大;适当的扫气口倾角能促进扫气过程中的新鲜充量和废气的分层,但是扫气倾角太大容易导致气缸中心空气密度低,残余废气易聚集难以排出气缸;当扫气倾角为20°时扫气效率最大。     

降低小排量二冲程发动机油耗和排放的研究

简单汽化曲轴箱扫气二冲程发动机产生的排放主要是由扫气过程中在排气口损失的新鲜充量造成的。这些损失导致油耗增加及对环境的副作用。多年来，由于排放和油耗方面的问题，使二冲程发动机的用量有所减少。但由于其具有结构简单、功率密度高及生产成本低等特点，使它能继续用于助力车、摩托车、小舷外机及小型动力等。尽管如此，由于排放法规日趋严格并对许多种发动机做出了新规定，使简单二冲程发动机受到了四冲程发动机的挑战。本文介绍了一种简单的措施，它用经济有效的方法减少扫气短路和扫气损失。在曲轴箱吸气阶段，空气被吸入扫气道上方，利用这些空气开始扫气过程。初步试验表明，在节气门全开的工作条件下，燃油消耗率约降低１０％，ＨＣ排放量约减少４０％。     

二冲程发动机的换气

近年来,国外小型二冲程汽油机又有较大发展,主要表现在:1.产量大:以美国、日本、西德三个小型通用汽油机主要生产国而言,它们的年产量分别为1000、220、90多万台,其中二冲程机又分别占23%、5O%、90%之多。若包括摩托车、舷外机、雪撬等专用动力在内,上述比例均高达90%以上。2.用途广:目前已是链锯、喷雾器、割草机、摩托车、舷外机、雪撬等20多种机具的主要动力。3.结构进一步向简单、轻型方面发展,并能适应在各种特殊要求(倾斜,倒置、立轴)下工作。4.性能指标,通过换气过程的研究也进一步强化。二冲程机与四冲程机的主要不同之处,在于它是利用新鲜混合气去驱逐废气,从而实现缸内工质置换的,即换气(进气、扫气、排气)过程。为实现这一过程,必须设计适当的气口(阀)、气道和控制气口开关的活塞、转阀或簧片等,以及能将新鲜混合气压缩至扫气压力的装置——扫气泵(单独的或曲轴箱式的)。通常,高速(5000～7000转/分)的二冲程机,其换气过程是在极短暂的时间0.003～0.005秒(相对于曲轴转角120～150°)内完成的,这一短暂时间就给上述结构的设计、零件的制造工艺及试验测试技术带来一系列的问题。二冲机的动力性、经济性及工作稳定性直接受换气质量好坏的影响。一种良好的换气方案,必须考虑:1.选用适当的给气比——增大给气比虽能提高充量,但伴之也会消耗更多的扫气压缩功或产生较大的逃逸损失;2.组织有效的气流——使新鲜充量和废气产生最少的混合并尽可能减少逃逸损失,既能保证充量留在气缸内,又能充分地驱出废气;3.利用进排气流的动力效应——提高充量、后吸和改善排气。所以设计适当形状、位置和尺寸的换气口及进排气管路是极其重要的。为了达到上述目的,就不仅需要研究气体的流动和置换的机理,还应通过试验去观察和测试这一过程的参数变化,从中找出规律性的东西,并在产品设计及改进中得以应用,成为行之有效的措施,这就是研究二冲程汽油机换气过程的目的。遵照伟大领袖毛主席“洋为中用”的教导,本刊编辑了这一专辑,以期报导国外有关基本理论、设计计算及试验研究等方面的情况,另外,对仅适于二冲程汽油机的专用附件(分离润滑系统和膜片式汽化器)也作了简要介绍。国内,随着二冲程汽油机产量及品种的不断增多,有关换气过程的研究工作也正在逐步开展。所报导的国外情况还有待于我们结合具体情况分析对待,仅供参考。     

小型二冲程甲醇发动机的研究──添加水、汽油及燃料喷射的影响

小型二冲程甲醇发动机的研究──添加水、汽油及燃料喷射的影响１前言二冲程发动机具有比四冲程发动机结构简单、比功率大，而且操作容易、维护方便等许多优点。但是在燃料供给方式为化油器（ＣＳ）和进气管内电控喷射（Ｓ—ＥＦＩ）时，因为在扫气过程中流失新鲜充量而导...     

改进曲轴箱扫气二冲程发动机的特性

曲轴箱扫气二冲程发动机的缺点是充量系数低以及气缸扫气时损失一部分充量,从而导致功率低和燃料经济性差。随着转速的增加,充量系数将进一步降低,在4000转/分时不超过60%。而充量的损失还会引起排气中有害成份的增加和排气温度升高。     

二冲程汽油机扫气过程的CFD模拟计算与试验

本文用CFD软件对1E40F小型汽油机的扫气过程进行模拟,研究了气道结构参数对扫气过程的影响,特别是对回流扫气的影响,由试验结果可以看出,发动机在动力性能、经济性能、排放性能上都有很大改善,尤其在排放性能上,改善最大.因此,用计算机模拟可以定性地改善二冲程汽油机的工作过程,为解决二冲程汽油机的排放问题提供理论依据.     

二冲程发动机新的多层层状扫气法

1.前言火花点火二冲程发动机构造简单,升功率高,但是迄今在发动机的设计中由于过分追求高功率,气口的时间-面积值太大。因此,低负荷时燃烧不稳定,高负荷时新鲜充量在扫气过程中从排气口流失加剧,发动机的热效率低,排气中未燃碳氢化合物浓度非常高。近年来,作者用热活性气体介质燃烧法已解决了低负荷时不稳定燃烧的问题。因此,防止高负荷时新鲜充量从排气口流失过多就成了遗留的重大课题。     

新型二冲程微型摆式内燃机预压缩室中的流场分析

新型二冲程微型摆式内燃机预压缩室的作用是对进入腔内的新鲜充量进行预压缩,使其在进入工作腔内有一定的预压力,从而达到充分的混合,以保证燃烧的适时性和充分性,以及提高扫气效率.本文通过运用FLUENT中的动网格模型对其在预压缩过程中的流场进行了分析.获取了场内压力和流线的分布,以验证预压缩室能否达到其工作要求.     

车用柴油机进气道的优化计算与试验研究北大核心CSCD

针对某车用柴油机改善进气的需求,通过结构分析与气道稳流试验对气道的宏观数据进行分析,并采用计算流体动力学(CFD)模拟分析方法,得到原始进气道流场的微观信息,发现气门流通截面、气道直流段、螺旋入口段和螺旋室等结构严重影响此进气道流通能力的提升。根据分析结论提出优化方案,并对优化后的气道进行CFD计算,结果表明优化气道内气体的流速连续稳定,多处流动损失消失。采用加工与直接修磨现有缸盖的方法快速对原始气道进行优化。气道稳流试验证明:优化后气道流量系数提高8%,涡流比降低18%。最终发动机台架试验表明:采用优化方案后发动机的排气温度明显下降,其动力性与经济性也有一定程度的改善。     

汽油机可变进气道设计与验证

采用ProE软件设计3L缸内直喷涡轮增压汽油机可变进气道,进行3D结构搭建与优化,并在气道内添加1mm厚的可变隔板。利用Fire软件对基础气道及添加隔板的气道进行流场分析,统计了气道流场的滚流比与流量系数,并根据滚流比及流量系数对气道进行优化,确定气道形状及隔板深度。通过加工中心对气道进行加工,将加工完成的气道及隔板组装起来进行气道试验,测量滚流比及流量系数,优化机构使流量系数及滚流比得到改善。研究结果表明:针对可变进气道方案,隔板长度设计为85mm时气道滚流比、流量系数效果较好。     

双切向进气道柴油机进气过程的三维瞬态数值模拟分析

为了改善柴油机进气系统的进气特性,利用计算流体力学(CFD)软件对长短结合的双切向进气道进气过程进行三维瞬态数值模拟,获得了进气过程中气缸内部流体的速度场和湍动能的变化规律,揭示了其涡流从双涡流结构向单涡流结构的形成过程.在此基础上,对此气道和ZH1105W气道进行了稳流试验并对比,结果表明所设计的双切向进气道可在气缸形成较强的涡流,具有较好的流通特性.     

基于数值模拟法的柴油螺旋机进气道性能研究

根据高等内燃机原理,使用李斯特公司多维仿真软件AVL-Fire对柴油发动机螺旋进气道和切向进气道的结构和性能进行仿真,能够得到相应的流量系数和涡流比值。同时,取气道中3个不同气门升程的速度矢量图、压力云图和混合气流动迹线图。通过研究仿真结果,可以发现该进气道的设计中存在的不足之处,进而为发动机进气系统的优化提供理论的依据。     

进气道生产一致性对汽油机性能影响及设计优化

采用AVL TIPPLEMAN气道稳态试验台对某现生产气道喷射汽油机缸盖气道性能进行批量测试,结果显示该发动机缸盖气道生产一致性较差。选择了其中高中低3种滚流水平缸盖进行发动机性能试验。试验发现,生产偏差造成的滚流差异对性能有较大的影响,低滚流气道有利于该发动机外特性提升。为此进行了进气道性能鲁棒性CFD模拟分析,研究了气道偏移对气道性能的影响,并通过优化气道局部结构,显著改善了缸盖气道性能设计鲁棒性,优化后气道滚流对气道偏移的敏感度降低了50%,并进行了气道试验验证和发动机性能试验。     

曲轴箱容积和进气系统对给气比的影响

1.前言为了提高内燃机的性能,增加空气充量是非常重要的。在曲轴箱扫气二冲程发动机中,扫气是靠小的压差进行的,另外,在结构上给气量受到限制,所以空气充量特别易受进排气系统的压力振动的影响。关于压力振动已有许多研究论文发表,不论在理论上还是在实验方面,对进排气系统的