气道内喷射压缩空气以改变缸内涡流强度的研究

以某款柴油机缸盖进气道为研究对象,在稳流气道试验台上将一定压力的压缩空气喷入缸盖进气道,测量进气道入口不同截面喷射位置缸内的涡流强度。并将此装置应用在单缸机上,借助缸内高温内窥镜技术研究不同涡流强度下对缸内燃烧过程的影响。结果表明,螺旋进气道喷射位置的变化对缸内涡流影响不敏感,而切向进气道不同入口位置的流速变化对缸内涡流强度影响显著。     

基于矢量法的气缸盖水腔流场数值分析

利用CFD软件STAR-CD对同种型号4缸柴油机两种不同结构的气缸盖冷却水腔进行速度场的模拟分析比较,分别得出了具有切向进气道和螺旋进气道气缸盖冷却水腔的速度分布特点,采用一种新方法对多个切面进行速度矢量的比较,速度场更加直观,由此判定两种结构的气缸盖水腔在速度分布方面的优缺点及其对温度分布的影响。     

柴油机进气道性能试验与评价方法

进气道性能（涡流强度、流量系数）对柴油机的动力性，经济性和排放有重要影响，介绍了目前常用的进气道稳流试验装置，其数据的采集由计算机完成，着重介绍了可适应不同应用范围的6种进气道试验与评价方法，阐述了每种方法中进气道空气流量及涡流比的计算方法，为燃烧过程模拟计算提供了初始条件。     

变涡流控制系统的研究

本文综合论述了变涡流控制系统的机理及各种实施方案，简要介绍了本文作者设计开发的两种变涡流控制系统以及它们在汽油机直接喷射分层燃烧系统中的应用结果。     

柴油机气道性能评价方法

流量系数和涡流比是评价柴油机气缸盖气道的2个重要参数。针对行业中目前还没有对流量系数和涡流比定量的评价指标的情况,文章通过稳流试验台的试验研究,基于Ricardo方法及AVL方法,提出了标准流量系数和标准涡流比的概念,给出了评价气道性能的定量指标,对于发动机气缸盖气道的开发具有一定的参考价值。     

柴油机气道性能评价方法

流量系数和涡流比是评价柴油机气缸盖气道的2个重要参数.针对行业中目前还没有对流量系数和涡流比定量的评价指标的情况,文章通过稳流试验台的试验研究,基于Ricardo方法及AVL方法,提出了标准流量系数和标准涡流比的概念,给出了评价气道性能的定量指标,对于发动机气缸盖气道的开发具有一定的参考价值.     

缸内直喷式汽油机的开发

最近日本采用新型燃烧技术开发了缸内直喷式汽油机。这种新技术包括产生气体滚动的直立进气道、实现最佳喷雾扩散和雾化的电磁涡流喷射器、维持充量分层的紧凑活塞凹坑，还有其它能够理想控制发动机的高新技术。这种新型ＧＤＩ（缸内直接喷射汽油）发动机采用超稀薄分层燃烧方法，在部分负荷时实现了较高热效率，要满负荷时通过均匀燃烧实现了发动机的高性能。     

车用柴油机进气道优化设计及性能研究

针对某高强化2.0 L增压柴油机开发过程中出现的部分工况油耗偏高、烟度较大的问题,采用数值模拟与台架试验相结合的方式,研究了不同涡流比及流量系数进气道方案对整机燃油经济性、排放特性的影响。结果表明,原进气道方案存在气流对冲、涡流比及湍动能不足等问题,是导致燃烧效率偏低的关键原因。基于此提出了进气道优化方案,优化后涡流比提升了14.2%,流量系数提升了26.2%,经台架试验验证,优化方案的平均比油耗降低约5%,同时烟度值明显降低。     

柴油机缸盖设计(I)

介绍了四冲程直接喷射式柴油机顶置气门缸盖的设计方法及各种可供选择的设计方案。对于进气道产生涡流的两种方式,即切向方式和螺旋方式,可以通过特殊的气道流量试验台试验,测量切向型涡流分量与螺旋型涡流分量的数值及其比例。试验表明,当进气道产生的切向型涡流分量占总涡流的30％时,能最有效地产生涡流。还讨论了排气道的设计、喷嘴的布置和位置等问题。     

气门开启过程对压缩终了缸内涡流运动的影响

首先采用进气道稳流试验和数值模拟方法对两款柴油机进气道的稳态流动进行研究对比,然后利用Converge软件对两款柴油机在标定工况下的进气和压缩过程进行了瞬态数值模拟研究,并对该过程中各个时刻的缸内和燃烧室内涡流运动通过无量纲参数瞬态涡流比来进行分析。结果表明,柴油机实际工作过程中进气道在气门小开度及中等开度下形成涡流的能力对压缩终了时燃烧室内的涡流强弱有很大影响。现有的稳态评价方法不足以体现这一特征,稳态评价方法有待改进。     

滚流对火花点火式发动机性能的影响

火花点火发动机气缸内空气运动的滚流与涡流一样，都可以增加燃烧室中的湍流强度，提高火焰传播速度和燃烧速率，从而改善燃烧过程，提高发动机的动力性能。本文详细介绍了滚流形成机理和影响滚流的气道参数。对2气门TJ376Q发动机的试验结果表明：新进气道的设计提高了缸内空气运动的滚流强度和流量系数，通过进气系统的优化，可以增加发动机最大转矩和最大功率输出，试验在电控燃油喷射下精确控制燃油，降低了最低燃油消耗率。     

柴油机可变涡流进气流动的数值模拟研究

为1台2.0L的4气门柴油机设计了可变涡流进气系统,利用三维CFD软件AVL-Fire分别对柴油机的3种气道型式的气体流动进行了数值模拟计算,得出了不同型式进气道的流通特性和涡流特性。提出了两种涡流控制阀方案,在切向和螺旋进气道分别设置旋转阀片进行调节,可以改变涡流比,并经比较研究选出了较优方案。研究结果表明,螺旋进气道在大气门升程下的流通能力优于切向进气道,但小气门升程下切向进气道流通能力较好,且产生涡流能力较强;双进气道由于气流的干涉会导致进气能量的损失,但涡流扭矩有所增加;涡流控制阀能在一定范围内改变进气涡流比,且设置在螺旋气道侧的方案具有更好的变涡流效果,能够保证较好的流通性和较大的涡流比变化范围,满足发动机不同工况对流通性和涡流强度的要求。     

涡流比对非单坡屋顶型燃烧室发动机燃烧性能的影响

鉴于在中型发动机市场对柴油机排气后处理的费用较为敏感,计划将John Deere 4045柴油机转换成具有较高EGR水平的汽油机。这一转换出现了一些轻型汽油机中从未遇见过的挑战,因为扁平式气缸盖中需要适应柴油机的气道,所以不能产生最佳的缸内紊流。随着气缸尺寸的增加,还容易发生爆燃和不完全燃烧现象。另外,用于减少爆燃的高度稀燃措施会使燃烧速率减缓。为了提高燃烧速率,采用不同的涡流水平进行了试验研究。用1种能实现不同气道遮蔽度的四气门缸盖进行的试验表明,提高涡流比可以缩短燃烧持续时间,但是,为了达到要求的涡流比,所需要的泵气功会相应增加。采用两气门缸盖可以克服四气门缸盖气道遮蔽时中出现的喘气问题。两气门缸盖采用低涡流气道设计可产生类似的涡流比,而采用高涡流气道设计时产生的涡流比是低涡流气道的2倍。试验结果阐明了1种涡流比与传热之间的折衷办法。虽然高涡流气道能稍微提高EGR的裕度和燃烧速率,但会使传热和泵气功显著增加,从而导致总效率下降。存在1个最佳的涡流比,可以通过改善燃烧速率和EGR裕度来克服泵气功和传热损失。     

基于概率有限元的气缸盖疲劳可靠性分析

提出了一种基于均匀试验设计和BP神经网络模型构建随机参数与结构响应之间的近似非线性关系的概率有限元方法,该方法较直接Monte-Carlo法需要的样本数据大幅减少,更适合大规模计算的结构概率有限元分析。采用该方法以某型柴油机气缸盖结构疲劳失效分析为算例,进行了可靠度期望寿命计算,并通过对影响气缸盖应力的燃烧压力、各螺栓预紧力和喷油器压紧力等22个载荷参数的均值和标准差的敏感性分析,初步确定了造成气缸盖本体结构疲劳开裂的主要影响因素。     

汽车不可思议(连载七)

<正>29燃油缸内直喷优势何在?传统的发动机采用的是将燃油喷入进气道中,和空气在进气道中混合后,以可燃混合气的形式被吸入燃烧室。而燃油缸内直喷技术则是将汽油直接喷射入燃烧室,通过均匀燃烧和分层燃烧,使燃烧更完     

运用空气射流涡流降低柴油机的排气污染

以前的研究结果表明，在单缸柴油机上利用空气射流涡流的方法可以减少燃烧过程后期的烟尘浓度。本文论述的重点是在直列６缸直喷式柴油机上配置一个空气射流涡流发生器，各种试验证明：空气射流涡流的方向，时间等参数对降低烟尘和微粒都有一定的影响。在日本产Ｄ－１３型柴油机上利用空气射流涡流发生器可减少微粒排放总量的３７％，ＮＯｘ含量不变，而烟尘和颗粒明降低。     

进气道对火花点火发动机性能影响的试验研究

提高火花点火发动机缸内空气运动的滚流与涡流强度，可以增加燃烧室中的湍流强度，加快火焰传播速度和燃烧速率，从而改善燃烧过程，提高发动机的动力性，通过对2气门TJ376Q汽油发动机进行试验，设计了新型进气道，稳流试验台检测表明，所设计的新气道涡流比，滚流比和流量系数比原气道都有较大提高，进气系统的流动特性得到改善，提高了发动机的最大扭矩和最大功率输出。     

螺旋进气道铸造缺陷对气道性能影响的试验研究

在稳流气道试验台上，模拟了YC6108柴油机进气道倾斜、纵向胀大等铸造偏差，利用Ricardo和FEV气道性能评价指标，研究铸造缺陷如何影响进气道的性能。试验结果表明：进气道入口处向抬高，涡流强度减小，给向胀大使进气道的流量系数和涡流比明显降低，而当进气道既倾斜又胀大时，将进一步恶化气道性能。     

发动机可变进气系统流动特性模拟分析与试验研究

对一1.25L单缸4气门发动机进行可变进气的改进设计,以便优化发动机的中小负荷性能.以初步设计的进气道模型为基础,建立了评价进气道稳流特性的计算模型,对不同进气模式在不同的气门升程下的进气道和缸内流场进行了模拟计算,得出了进气道内的气流分布、流量系数、涡流比和滚流比等参数,并与气道稳流试验数据进行了对比分析.     

进气涡流对柴油机传热和燃烧的影响

本文介绍改变进气涡流，分别用快速响应蒲膜式热电偶实测柴油机缸盖壁面3个典型位置的瞬态温度，用压电晶体传感器测量缸内压力。在实测基础上，根据沿竖壁一维导热模型和热力学定律，分别计算了不同进气涡流比时缸盖壁面的局部瞬态传热率和燃烧放热参数，同时进行了详细分析。研究得到了进气涡流对局部位置瞬态传热影响的基本规律，并表明有一个中等进气涡流比对燃烧最为有利。