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。     

气道结构对进气过程影响的仿真研究

利用PRO/E对设计的3种不同结构型式进气道进行实体造型,基于AVL-Fire软件对柴油机气道-气门-气缸稳态进气过程进行数值模拟,并搭建了进气系统台架稳流试验系统,对原进气系统进行台架试验研究,验证了仿真模型的准确性,详细分析了不同气道结构型式对柴油机进气流动特性和缸内流场特性的影响。结果表明,气阀升程的增大使得进气流量系数增大,其中双螺旋进气道的流量系数最小,原进气道的流量系数次之,双切向进气道的流量系数最大;随着气阀升程的增大,双切向进气道的涡流比呈减小的趋势,双螺旋进气道的涡流比呈增大的趋势,原进气道的涡流比呈减小的趋势;双螺旋进气道缸内周向气流运动强度最大,原进气道的缸内周向气流运动强度次之,双切向进气道的缸内周向气流运动强度最小。     

4气门柴油机进气道及缸内流动特性的研究

介绍了直喷式柴油机的4气门进气系统。通过进行螺旋气道与变截面切向气道的组合试验,分析了不同流通截面等因素对气缸内涡流的影响。用热线风速仪测量缸内空气运动。讨论了2个进气道和气缸内的流动规律,探讨了最佳涡流效果的4气门进气系统的设计原则,提出了评价指标和方法。     

四气门柴油机进气道的三维实体造型及流场数值模拟

本文介绍了四气门柴油机双进气道设计的一种现代方法，即应用反向工程技术实现气道三维造型，并应用CFD软件FIRE对其实现气道一气门一气缸内气体三维数值模拟，计算结果与试验结果吻合较好。对气道内气流流动特性进行评价及对比，得出对于单进气道布置以切向布置最佳，因这样能产生相对大的涡流，双进气道因两气流产生干涉，造成少量的流量损失，但却会增强缸内的涡流。     

柴油机二、四气门进气道流动特性评价指标与对比分析

针对柴油机二,四气门进气系统的特点,通过稳流气道试验测量了二气门和四气门的螺旋气道,切向气道及组合气道的流动特性,讨论了不同组合的进气道和缸内气体流动的特点,提出了评价组合气道流动特性指标的方法。     

4气门柴油机进气系统匹配的试验研究

在4气门直喷式柴油机进气系统上采用一个螺旋气道与一个切向气道的组合，并就两者的相对位置关系做了稳流对比试验，决定采用长切向气道与短螺旋气道相匹配的组合。研究了切向气道开度对进气过程的影响，提出了4气门进气系统的评价指标，指出了实现可变进气涡流的途径。另外，用热线风速仪对组合气道内的空气流动进行了测量，揭示了组合气道内流动的规律。     

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.     

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。     

可控进气涡流对柴油机低负荷性能影响的研究

就双进气道可控进气涡流系统改善大功率增压中冷柴油机低负荷性能的作用机理进行了理论分析与试验研究。研究结果表明：在低负荷工况下，双气道进气时的涡流强度小于螺旋气道，大于直流气道；螺旋气道进气流量较之双气道虽有所减少，但其涡流比仍保持较高水平，致使缸内爆压、预混合燃烧量和最大放热速率均较大。理论计算与试验结果证明，采用双进气道可控进气涡流系统是改善大功率柴油机低负荷性能的一个有效途径。     

A study on the effects of the intake port configurations on the swirl flow generated in a small D.I. diesel engine

This paper investigates the effect of intake port configuration on the swirl that is generated within a direct injec- tion （D.I.） diesel engine. The in-cylinder flow characteristics are known to have significant effects on fuel-air mixing, combustion, and emissions. To clarify how to intensify the swirl flow, a swirl control valve （SCV） and a bypass were selected as design parameters for enhancing the swirl flow. The optimal intake port shape was also chosen as a parameter needed to efficiently generate a high swirl ratio. The results revealed that a key factor in generating a high swirl ratio was to control the intake airflow direction passing through the intake valve seat. Further, the swirl intensity was influenced by changing the distance between the helical and tangential ports, and the swirl flow was changed by the presence of a bypass near the intake valve seat. Additionally, the effect of in- take port geometry on the in-cylinder flow field was investigated by using a laser sheet visualization method. The experimental results showed a correlation of swirl ratio and mass flow rate. In addition, we found that employing the bypass was an effective method to increase swirl ratio without sacrificing mass flow rate.     

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.     

进气道和燃烧室形状对大缸径天然气发动机缸内流动和燃烧的影响

为了提升采用当量燃烧的大缸径天然气发动机的指示热效率,提出了组织弱涡流、强滚流、高湍流强度的缸内气流运动的理念,据此设计了不同形状的进气道和燃烧室,并采用三维数值模拟的方法研究了进气道和燃烧室形状对缸内流动和燃烧的影响.研究发现:与原机相比,当将原螺旋进气道改为直进气道并配合原缩口型、新的直口型、敞口型和半球型燃烧室时...     

切向进气道进气门出口流场对产生缸内涡流的影响

本文根据在稳流气道试验台上用热线风速仪测得的点燃式发动机常用进气道（直气道和斜气道）进气门出口断面三维速度，计算了每个速度分量产生的缸内角动量及进气过程结束时的缸内涡流比成份、大小及其时间历程，提出了一种根据进气门出口流场分析进气道性能的微观分析方法。     

直喷式柴油机螺旋进气道性能试验及评价方法

螺旋进气道特性(涡流比、流量系数)对柴油机性能有重要影响。介绍了发动机气道稳流试验装置及FEV和Ricardo两种气道评价方法的计算、特点、差异和适用性;通过对YC6108Q型柴油机六个进气道的稳流试验及对比分析,提出了保证进气道流量系数和涡流比值稳定性和均匀性的措施。     

螺旋进气道-气门-气缸内空气运动的3维数值模拟

对稳流试验中螺旋进气道－气门－气缸内３维流场进行了数值模拟,分析了气道形状、气门偏置对流场特征和涡流比的影响。计算表明：螺旋气道斜坡段产生的气流角动量是气流在气缸内形成旋流的主要原因。气流在螺旋进气道内产生的角动量与气缸内进气射流碰撞气门盘、气门座和气缸壁产生的角动量相结合,在气缸内形成复杂的旋流运动,而气流运动到气缸出口平面时,小旋涡与主旋流融合,形成了单一方向的旋流,因而气道涡流比随着气缸轴向距离的增大而增大。这些结果表明,采用流动数值模拟可以获得稳流试验中难以得到的内部流动信息,从而为气道设计提供更有力的依据。     

进气道螺旋段结构参数对流动特性影响的研究

用CFD软件进行了柴油机螺旋进气道流动特性的三维数值模拟;利用气道稳流试验台验证了模拟计算的准确性,分析了螺旋段的结构参数对流场特性的影响。研究发现:由于螺旋气道结构的复杂性,螺旋段结构参数对气道性能的影响十分复杂,其中,影响较敏感的结构参数为过渡圆半径、蜗壳半径和气门凸台高度。