多气门汽油机滚流进气道结构的研究

为设计多气门汽油机强滚流进气道，作对所设计的几种滚流进气道模型在稳流试验台上进行了性能测试。结果指明了强滚流进气道对结构的要求，揭示了上大下小的喉口截面形状的进气道可得到较强的滚流强度，但难以提高综合进气性能指标，并证实用滚流进气道与作研制的导流型副气道的组合进气方案可实现提高滚流强度而不牺牲进气流量系数。     

四气门车用柴油机进气道设计及试验评价

分析了车用柴油机应用四气门缸盖的优点,对某重型车用柴油机设计了长切向短螺旋组合进气道并进行了进气模拟计算。结果表明:双进气道方案局部流动阻力小,在上止点附近有较高的平均流速。对两种形式的长切向短螺旋组合进气道缸盖进行了稳流试验评价对比,试验证明,带鼻梁的长切向短螺旋组合进气道具有良好的充气和气流组织效果。     

四气门柴油机的可变涡流进气系统的试验研究

设计开发了四气门柴油机单独进气道及四气门柴油机试验缸盖,分析了四种组合气道方案下关闭一个进气道对四气门柴油机进气道性能的影响。从而探求四气门柴油机的可变进气涡流系统的实现方法,在低速时通过关闭一个气道,可以形成四气门柴油机的可变进气涡流系统,具体关闭哪个气道取决于气道的不同组合。     

进气道型式对四气门汽油机进气流动特性的影响

在稳流气道试验台上,研究了四气门汽油机整体式和分体式进气道进气流通特性及产生的缸内滚流特性,提出了进气不均匀度和进气终了滚流比不均匀度的概念．发现四气门汽油机各缸产生的最大滚流轴线与曲轴轴线夹角是不同的．整体式进气道流通系数和平均流通系数大于分体式进气道．分体式进气道进气终了滚流比大于整体式进气道,平均进气终了滚流比增加7％．分体式进气道进气不均匀度小于整体式进气道,而进气终了滚流比不均匀度则大于整体式进气道．     

4气门火花点火式车用发动机缸内滚流和涡流运动的研究

近年来的研究结果表明，４气门火花点火式发动机具有明显的优越性，是车用汽油机的发展方向。本文报道了稳流气道试验台上对一台４气门汽油机以５种不同结构的进气道进行了气道流动特性的试验，用激光多普勒测速仪的在发动机倒拖工况下测量了缸内的空气运动，得到如下结论：４气门汽油机的缸内宏以空气流动主要绕与气缸中心线垂直方向旋转的滚流运动；高位切向式双进气道可获得较高的滚流速度和平均流量系数，是４气门汽油机理想的进     

不同气道倾角的直喷式汽油机进气道气流特性的试验研究

基于传统PFI汽油机进气道设计了2种倾角的GDI汽油机进气道,分别进行了2种不同倾角的GDI汽油机进气道的双气门开启、单气门开启2种方式下的气道稳流试验,研究了不同气道倾角的进气道气流特性,以及产生涡流和滚流的能力。试验结果表明:在不同的气门升程下,气道倾角α=39°的进气道比气道倾角α=34°的进气道流量系数大;就滚流比和涡流比而言,当气门升程较大时,单气门开启时比双气门开启时有所增大;当气门升程大于3mm时,α=39°的进气道比α=34°进气道的滚流比和涡流比均有所增大。此外,与普通PFI汽油机进气道相比,2种倾角的GDI汽油机进气道流通性能更佳。     

进气道布置对4气门柴油机进气门口三维流场的影响

在稳流模拟试验台上,利用自行研制的单独进气道,4气门柴油机试验缸盖,气门口三维流速测量装置,用热线风速仪测量了不同进气道布置方案下的进气门口三维流场,揭示了进气道的布置对4气门柴油机进气门口三维流场影响的变化规律。进气道布置角度的变化对4气门柴油机各气道气门口流场产生较大影响,螺旋气道布置角度的变化使螺旋气道的各速度大小,切向速度的分布及切向气道的各速度大小发生较大变化。且升程愈大,变化愈明显,切向气道布置角度的变化对螺旋气道和切向气道的速度大小影响均较大。     

四气门汽油机进气道流动特性的稳流试验研究

通过自行研制的稳流气道试验台研究了一台单缸四气门汽油机进气道流动特性及其产生涡流和滚流的能力，分别试验了双气门全开、单气门开和单切向气道三种方案。研究结果发现，该汽油机缸内几乎不存在大尺度涡流，而只存在滚流，当关闭其中一个气门后，会得到较强的涡流，加导气片后，其涡流更强，但流通能力比双进气门全开差。对于滚流比，单进气门比双进气门略有提高，但差别不大。     

四气门柴油机进气道组合对涡流和流量影响的研究

四气门柴油机进行气道可以选用不同类型的进气道进行组合,如二个螺旋进气道、二个切向进气道或一个切向进气道一个螺旋进气道等。螺旋进气道和切向进气道气门出口处气流分布不同,不同的气道组合对进气涡流影响必然不同。本文介绍了在气道稳流试验台上进行试验研究的结果。     

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。     

进气道型式对四气门汽油机低速低负荷燃烧压力循环变动的影响

在发动机试验台上,利用CB-466燃烧分析仪研究了整体式和分体式进气道对四气门汽油机燃烧压力循环变动的影响.结果表明,分体式进气道与整体式相比平均指示压力和最高燃烧压力循环变动率较低,仅为整体式进气道的73.3%和87.6%.二者随转矩的增加逐渐减小,整体式进气道中等转矩时的平均指示压力和最高燃烧压力循环变动率大约仅为小转矩时的50.1%和67.1%,而分体式进气道时,则为小转矩时的76.2%和73.8%.整体式进气道平均指示压力和最高燃烧压力循环变动率随转速的增加逐渐增加;分体式进气道平均指示压力循环变动率随转速的增加逐渐增加,而最高燃烧压力循环变动率先随转速增加,当达到中等转速后又逐渐减小.     

四气门汽油机缸内流场的仿真分析与研究

运用计算流体动力学理论(CFD)和气道稳流实验方法对一款四气门汽油机的进气道性能进行了仿真分析和实验。对比不同升程下的仿真流量系数与试验流量系数具有较好的一致性,结果表明进气道进气效率较好,流量系数高。分析不同气门升程下的了缸内流场特性,经过优化设计的进气道能在缸内形成大尺度均匀滚流,有助于提高发动机性能。     

进气道结构对天然气发动机燃烧过程的影响

利用AVL FIRE软件对不同结构的进气道方案进行瞬态模拟计算,分析了进气道结构对天然气发动机燃烧过程的影响规律。研究结果表明,湍动能的变化与涡流比的大小关系不大,主要受Z方向滚流比的影响;燃烧速率快慢与缸内平均湍动能高低并非一一对应关系,燃烧速率主要依赖于火花塞周围的湍动能分布情况。通过改进气道Ⅲ方案与气门座圈连接处的入射角度,缸内滚流与涡流运动均明显增强,且缸内湍动能分布显著改善,提升了化学反应速率与火焰传播速度,燃烧特性显著改善。两个试制进气道方案的台架试验结果表明,气道Ⅲ改进方案能够改善天然气发动机的经济性、可靠性与高速动力性。     

4气门直喷式柴油机两进气道相互干扰的试验研究

为了研究4气门直喷式柴油机两进气道相互干扰的变化规律,在稳流气道试验台上,以一种4气门直喷式柴油机气缸盖为对象,进行了进气道稳流模拟试验。由于两气道之间的相互干扰,两进气道同时开启时的进气涡流较单独一个气道开启时有较大降低。进一步利用热线风速仪测量了4气门柴油机进气门口的三维流场。通过对气门口流速分布及其动量矩流率的分析,发现由于两进气道之间的相互干扰,两进气道同时开启时的进气涡流动量矩流率与两进气道分别单独开启时相比有显的降低,这正是导致两进气道同时开启时进气涡流低于单独气道开启的根本原因。     

柴油机进气道流动特性试验与数值模拟

用稳流气道试验和计算流体动力学(CFD)流动模拟两种手段对柴油机进气道进行了流动特性参数的测量和计算.对两气门柴油机的单个螺旋气道的试验和模拟数据进行了对比,对四气门柴油机两气道同时开启情况进行了模拟.根据流场信息对模型进行了修改,修改前后模拟结果的比较说明YZ495的气门与气道匹配良好,YZ4102的单螺旋气道多余截面削除后显著提高了涡流比.     

改善高增压柴油机进气门磨损的试验研究

进气门的下陷及异常磨损是高增压柴油机常见的共性问题。为此,本文作者结合平均有效压力 Pe 为1.45MPa 的6200GZC 型柴油机进行了进气门与气门座材料匹配以及进气道设置机油喷雾装置的专题试验研究。试验结果证实,进气门与气门座接合面的异常磨损,主要取决于能否在气门与气门座结合面上形成隔膜层,故设置机油喷雾装置是改善高增压柴油机进气门严重磨损的有效措施。通过实船一万余小时的变工况运行考核,获得了良好的经济效益     

高功率密度柴油机进气道流量系数与涡流比关系研究

通过对14组功率密度为40~60kW/L的柴油机进气道进行稳流气道试验,并采用数据统计和线性回归的方法,得到了适用于高功率密度柴油机进气道的涡流比与流量系数的关系。结果表明:对于一个给定的涡流比,高功率密度柴油机进气道的流量系数比常规柴油机的明显偏低,而且偏差会随着涡流强度的变化而改变。在中低涡流情况下(涡流比1.5),降低的幅度大于3%;而当涡流比增加到2.0以上时,差距减小到1.8%以内。并通过对最大气门升程下的气道性能参数进行修正,获得了计算气道性能评价参数的经验公式。     

螺旋进气道结构参数对气道流通特性的影响

在分析并选定了评价进气道流通特性的参数的基础上,针对以柴油机为原型机开发的NQ140N天然气发动机,确定出影响进气道流通特性的进气道结构参数,并采用试验方法,对原型机进气道各结构参数单独进行定量调整获得了每一进气道结构参数对螺旋进气道流通特性即平均涡流比和平均流量系数的影响.试验结果表明,各进气道结构参数对流通特性的影响并不是完全单调性.最后,给出了达到某一流通特性参数的试验方法.并采用基于大量试验数据的变量分析方法,使进气道结构参数对其流通性能影响的分析更加直观.     

柴油机螺旋进气道结构优化与CFD分析

采用数值模拟方法对卧式二缸柴油机进气道的流动特性进行了研究,根据计算流体力学(CFD)仿真计算结果,分析了进气道以及缸内气体的流动特性,并针对气道最小截面的2种修改方案进行了对比分析,分别得出了3种气道模型方案的流量系数和涡流比以及气道性能的变化趋势.计算结果表明:与原气道对比,方案A的平均涡流比提高14.5%,而方案B的平均流量系数提高5.4%,因此可见最小截面面积是影响气道性能的主要结构参数之一,在螺旋进气道修正设计过程中应予以充分重视,以便有效控制和提高气道性能.     

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。