采用可变斜轴涡流系统的四气门汽油机缸内斜轴涡流特性的试验研究

研制了一种四气门汽油机可变斜轴涡流系统,在稳流气道试验台上研究了该系统对进气道流通特性和斜轴涡流特性的影响。研究结果表明,在任意可变斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角情况下,流通系数和无因次斜轴涡流比随着阀片开度的增大而逐渐减小。当斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角、阀片开度为0°时,流通系数达到最大值为0.82,流通系数调节范围为0.13~0.82。当斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角为30°、阀片开度为0°时,斜轴涡流强度达到最大值为0.54,斜轴涡流比调节范围为0~0.54。当斜轴涡流控制阀轴线与曲轴轴线夹角为30°、阀片开度为0°时,斜轴涡流倾角达到最大值为86.8°,斜轴涡流倾角调节范围为0°~86.8°。     

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．     

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.     

柴油机进气涡流调节形式及阀板尺寸对进气特性的影响

设计了Z1132柴油机带涡流调节阀的双进气道,并在稳流气道试验台上对该组气道进行了试验。分析了新设计的进气道流量系数和涡流比随调节形式及阀板尺寸的变化规律。试验结果证明,转阀具有导向作用,采用转阀对进气涡流进行调节比用挡板具有更大的调节范围。     

斜轴涡流对汽油机低速低负荷燃烧过程影响的试验研究

研制了一套四气门汽油机可变斜轴涡流系统,在发动机试验台上利用CB-466燃烧分析仪研究了斜轴涡流特性对低速低负荷燃烧过程的影响。研究结果表明,低转速、低负荷时,指示热效率随着斜轴涡流比和斜轴涡流倾角的增加先增加后减小,当斜轴涡流比为0．76、斜轴涡流倾角为55．7°时,指示热效率最大。中等转速、低负荷时,指示热效率随着斜轴涡流比和斜轴涡流倾角的增加逐渐增加,当斜轴涡流比和斜轴涡流倾角最大时指示热效率最大。低转速和负荷时,平均指示压力随着斜轴涡流比和斜轴涡流倾角的增加先增加后减小,当斜轴涡流比为0．76、斜轴涡流倾角为55．7°时,平均指示压力最大。不同转速时,最高燃烧压力随斜轴涡流比和斜轴涡流倾角的变化规律各不相同,但相同转速下,不同负荷时的最高燃烧压力随斜轴涡流比和斜轴涡流倾角的变化规律大致是相同的。     

双进气道柴油机可调进气涡流形成机理的研究

在稳流气道试验台上,分别对两种由直气道和螺旋气道组合的双进气道柴油机的进气涡流调节特性进行了试验,结果显示:两种组合方式下的双进气道的可调进气涡流特性存在很大差异.利用三维进气流动仿真技术,对两种气道组合的双进气道进气涡流调节特性分别进行了仿真计算,计算所得的涡流比和流量系数与试验结果具有较好的一致性.通过对两种组合方式下进气涡流调节前后的流场变化及差异作进一步的分析比较,得到了双进气道柴油机可调进气涡流形成的机理.     

可变气门相异升程4气门汽油机稳态流动特性

4气门汽油机在双进气门全开的情况下只存在滚流,当关闭其中一个气门后会得到较强的涡流,但流通能力比双进气门全开差.提出可变进气门相异升程概念,研制了可变进气门相异升程凸轮轴.使汽油机在双气门全开的过程中不仅存在滚流,而且在流通能力基本不变情况下得到较强涡流,综合表现出斜轴涡流特性,并可通过调整进气凸轮相异角实时改变两个进气门的升程差,满足汽油机不同工况对缸内大尺度气体运动的不同需求.试验表明:在不同相异角、相同凸轮轴转角下,流通系数变化不大;相同凸轮轴转角下,涡流比、滚流比和无因次斜轴涡流比随着相异角的增加而增大,斜轴涡流倾角随着相异角增加而减小;进气过程中产生两次方向相反的涡流和斜轴涡流.     

四气门发动机单气门工作时缸内斜轴涡流的稳态测量研究

在稳流气道试验台上研究了 376四气门汽油机一进气门开、另一进气门全闭条件下的斜轴涡流特性 ,发现斜轴涡流倾角在进气过程初期很快跃升到近 90°,之后渐渐回落 ;在进气过程中期之后 ,其倾角稳定于 4 1°左右。这为解决四气门汽油机低转速时燃烧恶化问题提供了重要的理论依据     

汽油机可变涡流进气管的循环模拟研究

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汽油机循环模拟模型,探讨了基于循环模拟研究汽油发动机缸内涡流运动的途径,分析了可变涡流进气管对汽油机性能、油耗和排放的影响.研究结果表明:该结构可以实现对缸内涡流运动强度进行调节,进气终了时涡流比调节范围为0～2.2,在不影响发动机中低转速动力性能的前提下,可以降低燃油消耗率为5%左右,同时改善HC和CO排放.     

船用直喷式柴油机的可控进气涡流技术

通过对直喷式柴油机进气系统的理论分析和试验研究表明,双进气道的设计目的是达到较高的流通能力和适度的进气涡流,而阀板控制着进气涡流的强度,兼顾在高低转速下进气涡流和燃油喷雾的最佳化调整, 起到了控制排放和降低油耗的作用。可控进气涡流系统可综合改善柴油机高、低负荷性能,在实际使用时还应考虑在系统上的配置。才能减少氮氧化物排放和降低燃烧噪声。     

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。     

进气道位置对柴油机进气涡流可调性能影响的试验研究

针对某型号四气门柴油机设计制作了一个螺旋气道和直气道的阴模试验件,在稳流气道试验台上,利用挡板部分遮挡直气道的入口,实现进气涡流的调节,进行了进气道位置对进气涡流及其可调性能影响的试验,试验结果表明：两个进气道的位置不同,对进气流量的影响很小,但是对涡流比以及涡流比的调节范围有较大影响.     

进气道的布置对四气门柴油机气缸内涡流影响的变化规律

利用测得的四气门柴油机气门口三维流场，分析了进气出口流场产生的气缸内空气动量矩流率，揭示了进气道的布置对四气门柴油机缸内空气动量矩流率影响的变化规律。两进气道布置角度的变化对四气门柴油机缸内空气动量矩流率产生较大影响。螺旋气道布置角度的变化对各气道切向速度绕自身气门轴线及径向速度绕气缸轴线的动量矩流率产生较大影响，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切向速度绕自身气门轴线的动量矩流率影响较大，对切向气道小升程时的径向速度绕气缸轴线的动矩流率及中、大升程时的切向速度绕自身气门轴线的动量矩流率影响较大。     

涡流特性对汽油机燃烧压力循环变动的影响

利用所研制的四气门汽油机可变斜轴涡流系统,在稳流气道试验台上研究了该系统产生的涡流特性,并在发动机试验台上利用CB-466燃烧分析仪研究了涡流特性对缸内燃烧压力循环变动的影响.研究结果表明,低转速时,平均指示压力循环变动率随涡流比的增加逐渐减小,涡流比为0.43时的平均指示压力循环变动率最小,与涡流比为0.26时的平均指示压力循环变动率相比减小了8.2%.中等转速时,平均指示压力循环变动率随涡流比的增加而逐渐增加,当涡流比达到0.39时,平均指示压力循环变动率最大,与涡流比为0.26时的平均指示压力循环变动率相比增加了20.5%.低负荷时,平均指示压力循环变动率随涡流比的增加变化较为显著,但随着负荷的增加,变化的幅度逐渐减小.     

用等效热力系统法求解涡流室柴油机燃烧放热率的计算模型

就涡流室式柴油机燃烧放热率理论模型及其算法问题，提出了严谨的等效热力系统物理模型及其等效原则，以及完整的燃烧放热率计算模型，解决了主、副燃烧室间连接通道处流量系数瞬态值的计算问题。通过对Ｓ１９５涡流室式柴油机燃烧放热率的计算，揭示出瞬态流量系数随曲轴转角的变化规律及其回归关系，以及主、副燃烧室各自的燃烧形态和燃烧放热率。该种模型可进一步提高涡流室式柴油机燃烧放热率的计算精度。     

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。     

柴油机涡流室内空气流动特性的LDA测试及数学模型

本报导了采用激光多普勒测速仪（ＬＤＡ）首次在实机上对柴油机涡流室内空气运动规律测试的研究结果。研究表明：涡流室内涡流在一定的半径范围内是刚体涡流，在涡流室周边区域可近似看作势涡流。     

柴油机涡流室镶块材料的研究

研究了柴油机涡流室镶块的材料，并提出能提高压缩终点温度的新型材料。采用有限元计算镶块温度场，所得结果与试验结果相吻合。新型材料改善了柴油机的起动性和经济性。