汽油机进气道流动特性的研究

运用模拟软件针对4缸电控气道喷射汽油机的两种进气道方案分别进行了稳态模拟计算和瞬态模拟计算,通过对比分析两种结构气道的速度场、压力场、湍流场及滚流比的模拟结果,研究了两气道的流动特性差异。计算结果表明,方案二的气道结构在不同气门升程下均有较高的时流量系数,湍动能、进气压力和滚流比均较高,所以方案二是一种更优化的结构。     

某汽油机进气道数值模拟及试验研究

为了得到某型汽油机进气道的性能,本文通过模拟计算和试验两种方法对该气道进行研究。模拟分析采用AVL Fire软件,试验采用涡流动量计法和激光粒子图像法。模拟分析和试验两种方法均计算得到九个工况点下气道的流量系数和滚流比。结果表明:模拟分析可以得到较准确的流量系数值,滚流比值有待进一步提高。模拟计算和激光粒子图像法均可以准确地得出各个截面的速度分布。     

进气道优化改善168F汽油机性能的研究

充量系数是影响小型通用汽油机综合性能的重要参数,本文以168F汽油机为研究样机,通过对进气道参数的优化设计,消除了原样机进气道流通截面积的突变,减少了流通阻力,提高了充量系数,优化了空燃比。试验结果表明优化进气道参数后,样机的动力性、经济性和排放性能等指标有了明显的改善。     

进气道对缸内直喷增压汽油机性能的影响

应用稳态CFD方法对高、低滚流比进气道进行了分析,高滚流比气道较低滚流比气道流量系数降低16%,滚流比提高22%.基于这两种气道对缸内直喷增压汽油机进气和压缩冲程油气混合的影响进行了瞬态CFD分析.结果表明,高滚流比气道在缸内能形成更规则的大尺度漩涡,且缸内瞬态滚流比更高,两种对称气道瞬态涡流比基本为零,进气道流量系数...     

基于数值模拟的螺旋进气道结构优化

以实际产品气道为基础,使用UG软件完成气道的三维实体造型与修改,用三维流体动力学软件AVL-FIRE完成稳流试验台中气道-气缸流动的三维数值模拟计算,并对螺旋进气道结构参数进行优化。结果表明：螺旋进气道的性能是气道结构参数之间交互作用的结果,该气道的流通性能很好。在三维流动分析的基础上提出了一系列的改进措施;对比各种改进措施下的模拟计算结果,发现在不减小流量系数的前提下,通过适当地减小气门凸台厚度和增大涡流室高度相结合的方法来增大涡流室容积可以明显提高产生涡流的能力,是一种有效而又合理的改进办法。     

可变进气道发动机性能试验及分析研究

针对1台单缸电控4气门发动机进行了可变进气的改进设计,使发动机进气道的流量系数、涡流比、滚流比等流动特性,随着不同的运行工况而变化,从而达到优化发动机中低负荷性能的目的。对可变进气发动机进行的台架性能及排放试验结果表明:随着节气门开度从25%上升到75%,发动机功率提高了4.37%~2.56%,扭矩提高了4.21%~2.56%,燃油消耗率降低了4.89%~2.66%。在中低负荷时,可变进气可以优化发动机的动力和经济性能,但随着负荷的增大,改善的幅度减小。同时,可变进气可使HC、CO排放降低4%~9%,而NOx排放有所上升。     

某增压直喷汽油机进气道开发

针对某2.0 L增压直喷汽油机,设计了 2种进气道方案,通过试制进气道芯盒,采用气道三维粒子图像测速(three-dimensional particle image velocimetry,3D-PIV)试验与三维仿真相结合的方式,分析进气道性能及进气道对缸内流动的影响.结果表明:进气道切入角是气道开发的关键参数,合...     

进气道生产一致性对汽油机性能影响及设计优化

采用AVL TIPPLEMAN气道稳态试验台对某现生产气道喷射汽油机缸盖气道性能进行批量测试,结果显示该发动机缸盖气道生产一致性较差。选择了其中高中低3种滚流水平缸盖进行发动机性能试验。试验发现,生产偏差造成的滚流差异对性能有较大的影响,低滚流气道有利于该发动机外特性提升。为此进行了进气道性能鲁棒性CFD模拟分析,研究了气道偏移对气道性能的影响,并通过优化气道局部结构,显著改善了缸盖气道性能设计鲁棒性,优化后气道滚流对气道偏移的敏感度降低了50%,并进行了气道试验验证和发动机性能试验。     

通用小型汽油机进气道CFD模拟计算与分析

本文通过气道稳流试验和CFD模拟计算求得168F通用小型汽油机进气道的流量系数,将模拟计算和试验得到的流量系数进行了对比分析.并且通过对气道内气体流动速度矢量分布的分析,研究如何在满足铸造工艺的同时提高气道的流通性,改善发动机的综合性能.     

高滚流燃烧系统对小型增压汽油机性能的影响

针对一款3缸增压气道喷射汽油机,采用三维仿真与台架试验相结合的方式,研究了中、高滚流比燃烧系统在外特性工况下对缸内燃烧、整机动力性、经济性的影响。结果表明:滚流比数值大小直接影响湍动能峰值出现时刻及湍动能中心位置,进而影响火焰传播及发展;过高滚流比会导致湍动能中心偏心,影响火焰传播。采用中等滚流比的燃烧系统A有利于火核形成及火焰传播,缩短总燃烧持续期,进而提高热效率。在中低转速时,中等滚流燃烧系统A燃烧50%燃料所对应的曲轴转角比高滚流燃烧系统B提前,最多可提前3.4°,指示平均压力循环波动率可维持在3%左右。     

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．     

内燃机气道性能的评价方法

详细讨论了内燃机气道流动特性的定义、测量技术和评价方法。分析了Ricardo方法与AVL,FEV方法所定义的涡流比和流量系数间的关系,对叶片风速仪和涡流动量计测量所得涡流比进行了比较,并介绍了评判气道综合性能优劣的方法。     

汽油机缸内反滚流辅助气道的流动特性

为改善汽油机稀燃性能,开发了一种可形成反滚流运动的辅助气道,进行了流动性能的实验研究．稳流实验台测试结果表明,仅采用辅助气道时,无量纲滚流强度最大为0．39,证实了设计的辅助气道具有较强的反滚流能力,有利于汽油机在部分负荷时实现稀薄燃烧,改善燃油经济性．增加辅助气道后,流量和流量系数比仅采用主气道时增大10％左右,并可以形成较强的斜轴涡流,有利于改善汽油机全负荷运行时的动力性能．     

4气门汽油机气道滚流比测试方法的试验研究

对汽油机缸内滚流直接测量方法的测试装置进行了可视化处理,在自主开发的气道稳流试验台上,通过PIV技术研究稳态滚流测试过程中流场的微观结构及其演化规律,阐明不同模拟缸套结构参数对气道滚流比影响规律.结果表明,不同结构参数的模拟缸套内流场结构在气门升程达到一定范围时都会发生变化,形成大尺度逆时针滚流,并且会导致缸内各测量截面滚流比曲线斜率增大.而缸内流场不同区域受缸套形状影响程度不同,出气口附近截面内滚流比受其影响最大,对于出气口直径为0.35倍缸径的模拟缸套,出口附近截面内滚流比出现非常高增幅的跃升,跃升后滚流比达到3.08.气道稳流试验模拟缸套内滚流比的变化规律从根本上受角动量守恒支配,缸套形状与滚流比产生增幅过高的跃升存在本质的联系.     

超高滚流对高热效率汽油机燃烧过程影响研究

以某自然吸气高压缩比直喷汽油机为研究对象,利用一维软件和三维软件对汽油机的工作过程进行了数值模拟,探究了超高滚流进气系统在高热效率燃烧系统中对燃烧性能的趋势性影响。研究中设计了三款不同滚流比气道和四种计算方案,对不同计算方案的瞬态滚流比、瞬态湍动能、缸内速度场、当量比分布、放热率和缸内平均压力等进行了对比分析。研究结果表明:滚流比的大小影响缸内混合气的分布和湍动能的强度,较强的滚流比可以将更多能量保留到上止点附近,提高点火时刻缸内平均湍动能,从而影响缸内燃烧,进而影响发动机的性能;带凹坑的活塞形状设计可以使湍动能在不同滚流比下都保持在相对中心位置,使火花塞处在湍动能较高区域,有利于点火之后火焰的迅速传播;在此燃烧系统中,滚流比增大到一定程度后,缸内的平均压力峰值难再提高,对性能的增益已接近极限,过高的滚流比对发动机性能的提升已无明显作用。     

基于AVL-FIRE的汽油机缸内滚流的模拟计算

利用三维流体力学软件AVL-FIRE,对495汽油机在不同初始缸内流场条件下的压缩和燃烧过程进行CFD模拟计算。给出了汽油发动机压缩过程中不同初始滚流比下缸内速度场的变化趋势,分析了初始流场中滚流空间位置变化对湍动能场的影响,以及初始流场滚流比对燃烧的影响。     

废气再循环和进气加热实现汽油机HCCI燃烧的性能对比

废气再循环和进气加热是实现汽油机HCCI燃烧的两种不同方式,其对HCCI燃烧性能的影响也不同,为此,在同一台汽油机上分别采用废气再循环和进气加热实现HCCI燃烧,并分析了其在HCCI燃烧性能上存在差异的机理.试验结果表明,相对于进气加热,废气再循环的工质比热容高,但由于稀释比较小,使得其工质总热容反而低,从而缸内燃烧温度高.废气再循环HCCI燃烧的未燃HC排放比进气加热的排放值低41%～59%;NOx排放是后者的2～20倍;而CO排放与负荷有关;其燃烧效率比进气加热HCCI的值高0.8%～14%.然而,由于进气加热的PMEP低,缸内工质比热比大,传热损失小,最终使得进气加热HCCI燃烧的ISFC比废气再循环HCCI燃烧的值低6.6%～16.4%.