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。     

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。     

4气门直喷柴油机进气道组合和位置对进气涡流的影响

在稳流气道试验台上,对4气门直喷柴油机采用螺旋进气道和切向进气道的不同组合和不同相互位置时,气道的流动特性进行了试验研究。为了上邻气道的进气气流在缸内干涉的程度及其对缸内涡流运动的影响,提出了流量系数损失率和角动量矩损失率的概念。研究结果表明：柴油机采用切向气道在后的气道组合时,涡流比的变化受后面螺旋气道方位的影响较小,相邻气道的进气气流干涉较小。     

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。     

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。     

CA6DL柴油机四气门缸盖进气道的开发

介绍了CA6DL柴油机四气门缸盖进气道的开发过程 ,对气缸盖中常采用的螺旋气道、切向气道的特点进行了分析 ,并对在四气门缸盖中这两种气道的组合形式及气门的布置对缸盖结构的影响进行了研究 ;文中也概括了CA6DL柴油机气道的开发流程 ,在进气道的开发过程中 ,运用了Pro/E三维造型技术 ,从而缩短了气缸盖的开发周期。最终该四气门进气道的开发满足了CA6DL柴油机性能开发的要求     

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。     

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.     

螺旋进气道的三维造型设计研究

开发了发动机螺旋进气道的三维造型设计的研究,应用非均匀有理B样条（NURBS）描述气道外形的方法以及仿形设计与概念设计途径与关键技术。探讨了螺旋进气道的设计规律,实现了根据给定设计参数自动建立柴油机螺旋进气道的三维几何模型的目标。     

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.     

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。     

Methods for in-cylinder EGR stratification and its effects on combustion and emission characteristics in a diesel engine

The effects of in-cylinder EGR stratification on combustion and emission characteristics are investigated in a single cylinder direct injection diesel engine. To achieve in-cylinder EGR stratification, external EGR rates of two intake ports are varied by supplying EGR asymmetrically using a separated intake runner. The EGR stratification pattern is improved using a 2-step bowl piston and an offset chamfer at the tangential intake port. When high EGR gas is supplied to the left (tangential) port, a high EGR region is formed at the central upper region of the combustion chamber. Consequently, combustion is initiated in the low EGR region, and PM is reduced significantly. When high EGR gas is supplied to the right (helical) port, a high EGR region is formed at the lower periphery of the combustion chamber. Therefore, combustion is initiated in the high EGR region, and NO_x is reduced without PM penalty. Stratified EGR potentially reduces NO_x by maximum 45%, without penalties of performance and other emissions. A proper in-cylinder swirl with stratified EGR maximizes the effects and achieves simultaneous reduction of NO_x by 7% and PM by 23%. Moreover, the robustness of stratified EGR is evaluated under various operating conditions and injection strategies.