工艺水平对柴油机气道性能的影响

针对某直喷式柴油机在气道稳流试验时,所测不同气缸盖涡流比存在随气门升程的变化曲线相差较大的问题,对标准气道、气门座孔无倒角气道和倾斜气道分别进行了气道稳流试验数值模拟.标准气道模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果吻合较好,数值模拟具有一定的可信度.气门座孔无倒角气道和倾斜气道2种方案的模拟结果表明,其气道稳流试验所测涡流比变化范围大,是在气缸盖的生产过程中因机加工和铸造等方面的误差较大所致.     

柴油机双进气道流动特性试验与数值模拟

对170系列柴油机双进气道进行了AVL气道稳流试验,得到了不同气门升程下对应的AVL流量系数和涡流比;在与稳流试验对等的边界条件及评价方法下,利用CFD软件Fire对气道稳流试验进行了数值模拟。模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果基本吻合,模拟结果具有一定的可信度;另外,从两者涡流比随气门升程的变化曲线来看,切向气道气门座孔加工出的偏心倒角,对气道形成涡流的能力影响比较大,尤其是在气门开度较小时,能使气道产生相对较大的涡流比。     

四气门汽油机进气道气流运动的三维数值模拟研究

利用三维流体动力学软件对实际四气门汽油机进气道的气流运动进行了气道稳流试验台的三维数值模拟计算.计算结果显示出在气道稳流试验台条件下的三维空气流动的详细状况,并表明在发动机缸内可以形成明显的滚流.气道流动性能评价参数的计算与试验结果比较表明：数值模拟的精度较高,可为发动机气道设计开发提供理论依据.     

数值模拟方法在柴油机进气道改进中的应用

以实际产品为研究对象 ,将三维数值模拟方法应用于柴油机螺旋进气道的改进设计中。根据模拟计算结果对气道流场结构进行了分析 ,找出了气道结构中不合理的部位 ,对此部位进行修改 ,再进行三维数值模拟。结果表明 :修改后的气道具有更合适的流场结构 ,从而具有更高的流量系数和更合适的涡流比。将原气道和修改后的气道分别进行气道稳流试验台试验 ,试验结果与计算结果吻合良好。     

采用3D-PIV技术测量汽油机的滚流强度

自主搭建了三维粒子图像测速(3D-PIV)系统,在内燃机气道稳流试验台上测试气道流动特性.首先通过直管道流动试验以及2D-PIV试验验证了该3D-PIV系统测试结果的可靠性,随后测量了稳态试验条件下缸内流场形态,进而分析了气道的滚流强度,并与在气道稳流试验台上测得的滚流强度进行了对比.此外,研究了不同翻板位置对气道滚流强度的影响,结果表明:在气道稳流试验台上测得的滚流强度随气门升程增加呈逐渐上升趋势,而由3DPIV测得的滚流强度呈现非单调变化的特点,且在数值上高于气道试验台测量结果.使用3D-PIV可以更准确地测量滚流强度,有效地避免模拟缸套带来的摩擦损失.关闭翻板可以显著增大滚流强度,尤其在气门升程超过5,mm之后.     

4BTAA柴油机螺旋进气道三维数值模拟

以未简化的实际发动机产品气道为研究对象，使用三维流动力学软件完成了气道稳流试验台中气道，气缸流动的三维数值模拟计算，模拟计算的流场显示出了在气道试验台条件下空气流动过程的详细状况，气道性能评价参数(流量系数和气流扭矩)的流动计算结果与气道试验结果吻合较好，研制出的气道已用于达欧Ⅱ排放标准的4BTAA从柴油机中，数值模拟精度表明，气道CFD计算可以为发动机开发中气道设计提供理论依据。     

气道稳流模拟试验系统开发及评价方法数值处理分析

气道稳流模拟试验可以模拟实际发动机的进气状况，评估发动机进气系统的流通特性及进气道涡流形成能力，为发动机进气系统开发及燃烧过程研究提供重要的试验依据。本开发的发动机气道稳流模拟试验系统采用上下位机结构实现两级控制，具有自动化程度高、安全可靠、便于扩展维护的特点，实现上位测控软件的智能化设计，采用的数值处理方法使试验结果的计算精度得到明显提升。     

直喷式柴油机进气道变压差稳流试验方法的研究

在直喷式柴油机气道稳流试验中,采用变压差试验方法代替传统的定压差方法。在气门升程最大时,将气道压差定到足以使流经气道内的空气为充分发展的湍流,采用涡流动量计,进行了直喷柴油机6108缸盖的气道稳流变压差试验。结果表明：变压差气道稳流试验中的Ricardo和FEV方法的流量系数、涡流强度、平均流量系数及涡流比等参数与定压差稳流试验的结果基本相同,最大差别不到1．5％,变压差方法可以替代定压差的气道稳流试验方法。试验结果还表明变压差试验所获得的数据具有良好的重复性和精度。采用变压差试验的方法可以减少气道稳流试验中的调整气道压差为恒值的操作程序,大幅度提高工作效率,利于实现气道试验台的自动化,从而适用于缸盖的在线检测。     

气道稳流试验的变压差试验方法研究

提出了用于测量发动机气道流动特性的气道变压差试验方法。与目前采用的气道稳流试验方法不同，在试验过程中，采集对应于各气阀升程下的流量和涡流角动量时，不需要保持气缸内恒压差条件，变压差试验只需要确定气阀最大升程时模拟气缸内与环境大气压的初始压差，在变压差条件下进行试验，同样可以得到Ricardo和FEV试验计算方法的平均流量系数和涡流比。变压差试验方法的测量精度与定压差的精度相同，试验操作程序简单可靠，易于实现气道稳流试验的全自动化，对于企业生产线上的批量缸盖检测可以大幅度提高工作效率。     

四气门柴油机进气道开发

通过采用传统的气道芯盒制作方法和先进的CAD/CAM制作方法相结合的技术,对国内某四气门柴油机进气道进行了设计开发,制作出不同的气道芯盒.气道稳流试验结果表明,CAD/CAM技术制作的气道芯盒与目标气道平均流量系数和涡流比的差别不到1%;稳态计算结果与气道稳流试验结果吻合良好,平均流量系数和涡流比与试验结果偏差在3%左右.研究表明,基于CAD/CAM的气道开发方法与传统气道开发方法相比,更能满足气道开发的要求.     

进气道稳流试验装置内三维流动特性的数值分析

对稳流实验中两种气门升程下螺旋进气道－气门－气缸内流场进行了三维数值模拟，分析了气道和气缸内的流动特性，比较了不同气门升程对气道和气缸内流动的影响。     

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。     

汽油机进气动态特性建模与仿真研究

从汽油机实际工作过程出发,运用平均值建模方法构建了汽油机进气管内空气动态特性模型,并基于稳态试验数据对模型待定参数进行了辨识。通过引入转速修正项对模型结构进行了修正,特别是对节气门处空气质量流量的饱和非线性特性进行了补偿,解决了原节气门处空气质量流量子模型在较大节气门开度下误差较大的问题。台架试验和计算机仿真对比结果显示,在稳态工况下,进气压力模型仿真与实测值的最大相对误差不超过±2%,在节气门阶跃的瞬态工况下,最大误差不超过±3%。相关模型可直接用于基于模型的进气口空气流量预测、空燃比控制器设计,也可作为汽油机模型的一部分,为空燃比控制策略软硬件在环仿真提供条件。     

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．     

柴油机气道设计的现代方法

柴油机的进气道对进入气缸的空气量和气体的速度分布有着重要的影响。介绍了将三维外形扫描,曲面造型,流体计算与分析,稳流试验台试验等现代技术手段相结合开展柴油机气道设计的方法。利用此方法可以高效快捷地对柴油机气道进行设计和改进。     

柴油机排气系统流通性能数值模拟及结构优化

针对4190ZLC船用中速柴油机燃油系统电控化改造项目,以该机排气系统为研究对象,以优化排气系统性能为目标,采用气道稳流试验和数值模拟相结合的方法对排气流动进行分析,发现结构不合理之处并进行优化。研究结果表明:原机排气道、排气阀座紧靠气缸的位置、气阀座和气阀等多处存在不合理的流动损失,其中排气道结构和排气阀座相对缸盖位置对流通性能影响较大;排气系统整体结构优化后,流量系数大幅提高,平均流量系数提高了16.71%,流动性能得到改善。