汽油机气缸中滚动气流运动对发动机性能的影响

本文通过调整导气屏气阀位置产生大范围变化的缸内气流运动形式，用传统的稳流试验台和作者最近研制的测缸内滚流运动的稳流试验台对各种气流运动形式进行稳流试验，用二维激光多普勒测速仪在反拖的发动机缸内紊流运动的发展变化并用着火发动机的性能实验结果来分析各种气流形式的涡流、滚流和紊流特性。试验结果表明，在气缸中产生较强的横轴涡流即滚动或接近滚动气流运动时，燃烧室内的紊流强度可获得较大的提高，性能也有明显的改     

发动机进气门出口稳态流动特性的试验研究

在稳流气道试验台上,用热片风速仪或涡矩仪只能测量进气道产生的总体涡流,不能提供涡流的详细结构信息.试验中已发现压缩上止点时的涡流结构含有进气门关闭时涡流的某些特征,与进气门出口的速度分布密切相关.目前发动机缸内流动的多维模拟计算大多缺乏进气过程中详细、精确的边界条件,为了使缸内流动计算获得满意结果,本文在气道试验台上用热线风速仪测量了CA1102发动机进气门出口速度和紊流强度分布.     

柴油机涡流室内涡流及紊流的研究

本文介绍了采用热线风速仪测量柴油机涡流室内涡流及紊流的结果。用计算机及统计技术完成了试验数据的采集及处理,测量了拖动工况下吊钟形涡流室内的气流平均速度、紊流强度以及作补偿运算用的气体温度和压力等参数,研究了涡流室内的气流切向速度、紊流强度和气体温度的空间分布及其随曲轴转角变化的规律。试验结果表明:在压缩终了附近,吊钟形涡流室内的空气涡流可近似当作“半自由”涡流,而涡流室内的紊流场是非均匀非各向同性的,即主涡流方向的紊流强度远远大于其它两个方向的紊流强度,涡流室内右侧(通道喉口一侧)和中心附近的紊流强度较高,涡流室底部通道两侧拐角处的紊流强度较低。     

柴油机双进气道流动特性试验与数值模拟

对170系列柴油机双进气道进行了AVL气道稳流试验,得到了不同气门升程下对应的AVL流量系数和涡流比;在与稳流试验对等的边界条件及评价方法下,利用CFD软件Fire对气道稳流试验进行了数值模拟。模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果基本吻合,模拟结果具有一定的可信度;另外,从两者涡流比随气门升程的变化曲线来看,切向气道气门座孔加工出的偏心倒角,对气道形成涡流的能力影响比较大,尤其是在气门开度较小时,能使气道产生相对较大的涡流比。     

直喷式柴油机缸内紊流及其对柴油机性能影响的研究

本介绍了由不同几何形状的进气扰动片和燃烧室产生的进气紊流和挤压紊流对直喷式柴油机性能影响的研究。缸内紊流测量是用热线风速仪在倒拖发动机试验台上进行的。试验表明：由进气扰动片产生的进气紊流不能保持到进气终了，因此进气扰动片对柴油机性能的影响是由于进气涡流的变化所致；由燃烧室形状增强的挤压紊流可使柴油机烟度明显改善，但对燃油经济性几乎没有影响。     

采用3D-PIV技术测量汽油机的滚流强度

自主搭建了三维粒子图像测速(3D-PIV)系统,在内燃机气道稳流试验台上测试气道流动特性.首先通过直管道流动试验以及2D-PIV试验验证了该3D-PIV系统测试结果的可靠性,随后测量了稳态试验条件下缸内流场形态,进而分析了气道的滚流强度,并与在气道稳流试验台上测得的滚流强度进行了对比.此外,研究了不同翻板位置对气道滚流强度的影响,结果表明:在气道稳流试验台上测得的滚流强度随气门升程增加呈逐渐上升趋势,而由3DPIV测得的滚流强度呈现非单调变化的特点,且在数值上高于气道试验台测量结果.使用3D-PIV可以更准确地测量滚流强度,有效地避免模拟缸套带来的摩擦损失.关闭翻板可以显著增大滚流强度,尤其在气门升程超过5,mm之后.     

汽油机可变涡流进气管对缸内涡流特性的影响

研制了一种阀片式可变涡流进气管,采用嵌入该结构的1.4 L汽油机三维模型,分析了汽油机可变涡流进气管对进气流通特性和缸内涡流特性的影响.计算结果表明,该结构可以对缸内涡流运动强度进行调节,能够使进气终了涡流比最大达到1.8;随着涡流强度增大,流量系数减小,满足了发动机不同工况对于流量系数和涡流运动的要求.经过稳流试验验证,计算结果与试验结果吻合较好.     

柴油机燃烧室内气流及紊流的研究

本文介绍用热线风速仪测量架油机燃烧室中的气流及紊流的結果。用联机计算机及统计方法完成了试验数据的采集及信息处理,测量了工作循环中气缸和燃烧室内的气流平均速度、紊流强度及紊流尺度等参数。试验结果表明,气缸内的紊流强度在进气行程中期达到最大值,在其后的压缩和膨胀行程期间,紊流强度一直在衰减;但在压缩上止点附近,由于挤流作用,燃烧室内的紊流强度达到另一峄值。本文还分析了气缸内气体压力和温度波动对瞬时气流速度的影响,并建议,在求发动机气缸内气流的紊流参数时,宜采用时间平均法。     

柴油机进气过程气缸内流场的模拟研究

借助热线风速仪在稳流气道试验台上研究了不同涡流比进气道在气缸内产生的流场特性。通过绘制切向速度和轴向速度以及紊流强度的分布曲线,给出了进气过程气缸内稳态流场的描述,并且揭示了逆涡流区的存在及其变化情况。     

四气门火花点火发动机气缸内的滚流运动

讨论了火花点火发动机气缸内滚流比的预测模型，根据滚流进气系统的稳流试验和拖动工况下缸内流场的LDA测量结果，提出了一个滚流形成的物理过程模型，即在进气冲程早期和活塞到达临界曲轴转角之前，不能有效形成滚流，活塞临界位置与在压缩冲程后期活塞上行、缸内滚流开始畸变、破碎的活塞位置相当，据此建立了缸内滚流比预测模型，并在稳流试验和拖动工况下缸内流动的LDA测量试验中得到验证。     

EQ6100—1汽车发动机新型燃烧室紊流场的LDA测量

本介绍了作对自行开发的几个东风ＥＱ６１００－１汽车汽油发动机燃烧室其中之一的“双浴盆式”新型燃烧室流场的ＬＤＡ测量。在拖动状态下，通过二维测量分析了新型“双浴盆式”燃烧室中的速度场、紊流强度分布。结果显示：在压缩终了附近，这种新型燃烧室中的紊流场具有高的紊流强度。     

发动机诱导产生进气涡流和可调进气涡流的研究

在稳流气道试验台上开展了诱导产生发动机进气涡流和可调进气涡流的研究工作,证明在短直气道内,通过安装进气导流片能够产生一定强度的进气涡流,再配合另一气道进气流量的控制,可获得发动机缸内可调的进气涡流。非增压发动机试验表明在低速低负荷工况下,发动机的燃油消耗率有明显的改善。     

柴油机双进气道流动特性的数值模拟及试验研究

在与稳流试验对等的边界条件及评价方法下,利用CFD软件Fire对气道稳流试验进行了数值模拟。计算结果显示出在气道稳流试验条件下气流运动的详细状况。模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果基本吻合,气道数值模拟结果具有一定的可信度。     

进气道的制造质量对汽车柴油机气缸内进气涡流构成的影响

气缸内充量的涡流强度是影响汽车和拖拉机发动机工作过程最重要的因素之一。为了在发动机研制阶段评定这一强度,除了采用风速仪之外,还广泛地采用在稳流条件下向气缸盖内进气道吹气的试验方法,以便按反作用式整流格栅测得的累积循环量求出综合的强度参数(苏联189183号发明证书)。近年来,广泛地采用螺旋进气道,因为据稳流装置测定,当螺旋进气道与对比的切向进气道的充量涡流累积强度相同时,螺旋进气道可降低排气烟度并改善燃油经济性。但有螺旋进气道的发动机与有切向进气道的发动机不同。其区别是:当更换按同一图纸制造且充量涡流累积强度差别较小的气缸盖时,前者的有效指标变化较大。     

气道稳流模拟试验系统开发及评价方法数值处理分析

气道稳流模拟试验可以模拟实际发动机的进气状况，评估发动机进气系统的流通特性及进气道涡流形成能力，为发动机进气系统开发及燃烧过程研究提供重要的试验依据。本开发的发动机气道稳流模拟试验系统采用上下位机结构实现两级控制，具有自动化程度高、安全可靠、便于扩展维护的特点，实现上位测控软件的智能化设计，采用的数值处理方法使试验结果的计算精度得到明显提升。     

工艺水平对柴油机气道性能的影响

针对某直喷式柴油机在气道稳流试验时,所测不同气缸盖涡流比存在随气门升程的变化曲线相差较大的问题,对标准气道、气门座孔无倒角气道和倾斜气道分别进行了气道稳流试验数值模拟.标准气道模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果吻合较好,数值模拟具有一定的可信度.气门座孔无倒角气道和倾斜气道2种方案的模拟结果表明,其气道稳流试验所测涡流比变化范围大,是在气缸盖的生产过程中因机加工和铸造等方面的误差较大所致.     

高速4气门直喷柴油机可变进气涡流的研究

根据在压缩末期喷雾油束末端的撞壁速度与涡流速度的相对关系。建立了喷雾油束,燃烧室形状和涡流强度关系的数学模型。计算了某4气门直喷柴油机随转速变化所要求的最佳涡流比;设计了带涡流控制阀的双进气道,在稳流气道试验台上对这些气道的涡流比和流量系数随气道人口面积变化的影响进行了试验。结果发现,在4气门直喷柴油机中,很容易通过关闭一个进气道实现最佳涡流比的调节。     

船用低速柴油机扫气口结构对涡流比影响数值模拟与试验研究

船用二冲程柴油机扫气过程中的缸内流场直接影响着燃油的雾化情况,进而也对燃烧过程与排放水平有所影响,涡流比是评价缸内流场湍流强度的一项重要指标。本文首先用数值模拟的方法对某型二冲程船用柴油机进行建模,计算得到不同扫气口结构下的扫气过程的涡流比数据。随后,参考相关测试方法,结合相似准则,设计并进行了扫气口稳流试验。试验结果表明,试验能有效评估不同结构扫气口产生缸内流场涡流的能力,且试验结果与数值模拟结果在趋势上符合程度较好。     

柴油机进气和压缩过程中气缸内流动的研究

建立了进气模型和压缩过程三区模型，以研究直喷式柴油机气位内涡流和挤流强度的分布规律。研究结果将用作喷雾分布和燃烧过程计算的重要参数。利用稳流试验数据，首先计算进气过程的瞬时进气涡流和气位内瞬时平均涡流等参数，进而揭示压缩过程中气位内不同区域的涡流衰减和挤流强度，并可预测这些参数随燃烧室主要结构参数和运转工况变化的规律。模型物理概念清晰，运算方便，计算结果得到了试验和有关文献的证实。     

直喷式柴油机气缸内空气流动能量转换及紊流场变化规律的研究

在直喷式柴油气机气缸及燃烧室中用线热风速仪研究了紊流场的发展变化规律。结果表明：在压缩行程的初期和中期，缸内的流场可近似当做均匀各向同性紊流场；在循环的大部分时间内，缸内和燃烧室中的紊流场则是非均匀，各向异性的。通过对压缩过程中缸内空气流动能量的转换分析，导出了估算压缩终了燃烧室内涡流转速的公式，计算结果与实验结果基本相符，并指出了燃烧室内涡流和紊流强度增强的原因及影响因素。