多气门汽油机滚流进气道结构的研究

为设计多气门汽油机强滚流进气道，作对所设计的几种滚流进气道模型在稳流试验台上进行了性能测试。结果指明了强滚流进气道对结构的要求，揭示了上大下小的喉口截面形状的进气道可得到较强的滚流强度，但难以提高综合进气性能指标，并证实用滚流进气道与作研制的导流型副气道的组合进气方案可实现提高滚流强度而不牺牲进气流量系数。     

四气门汽油机进气道流动特性的稳流试验研究

通过自行研制的稳流气道试验台研究了一台单缸四气门汽油机进气道流动特性及其产生涡流和滚流的能力，分别试验了双气门全开、单气门开和单切向气道三种方案。研究结果发现，该汽油机缸内几乎不存在大尺度涡流，而只存在滚流，当关闭其中一个气门后，会得到较强的涡流，加导气片后，其涡流更强，但流通能力比双进气门全开差。对于滚流比，单进气门比双进气门略有提高，但差别不大。     

汽油机滚动涡流模拟试验台和滚流进气道的试验研究

阐述了用于汽油机气缸内横轴涡流测量的稳流试验台的设计研制。经实验证明实验台测试结果合理，具有良好的可比性。以稳流模拟试验台的测试结果为依据，建立了滚流的计算模型，预测精度可满足工程需要。采用７种不同形式的滚流进气道，经平顶燃烧室及屋顶形燃烧室的双重试验，找出了影响滚流强度及流量系数的因素，可为汽油机进气道和燃烧室的设计提供参考。     

2气门汽油机滚流进气系统的稳流实验研究

滚流（ｔｕｍｂｌｅ）本来是多气门发动机中应用的一种用于改善发动机性能的空气运动形式,其原因在由滚流生成的紊流具有尺度大,强度高的特点,可对汽油燃烧产生的有利影响,２气门汽油机一般不具备多气门发动机那样的进排气道侧布置的条件,这为滚流在２气门汽油机上的应用造成障碍。本文作者着眼有于目前国内的实际发动机生产水平,摸索了几种２气门汽油机中产生滚流的方案,通过稳流实验及性能实验证明２气门发动机中同样可以产     

4气门火花点火式车用发动机缸内滚流和涡流运动的研究

近年来的研究结果表明，４气门火花点火式发动机具有明显的优越性，是车用汽油机的发展方向。本文报道了稳流气道试验台上对一台４气门汽油机以５种不同结构的进气道进行了气道流动特性的试验，用激光多普勒测速仪的在发动机倒拖工况下测量了缸内的空气运动，得到如下结论：４气门汽油机的缸内宏以空气流动主要绕与气缸中心线垂直方向旋转的滚流运动；高位切向式双进气道可获得较高的滚流速度和平均流量系数，是４气门汽油机理想的进     

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.     

用PIV方法研究四气门汽油机缸内滚流运动

选取一台Cagiva350单缸四气门汽油机作为试验样机,重新设计了具有透明活塞顶和透明缸套的加长部分,并使之与丰田8A汽油机的基本参数接近,以二氧化钛为示踪粒子,采用激光粒子图像速度法(PIV)研究了该样机在进气和压缩冲程缸内滚流流场的变化情况.研究结果表明,滚流在进气过程中开始形成,逐渐演变成与缸径同大的大尺度旋涡,并在实验所能实测的曲轴转角范围内一直保持,在60°CABTDC时旋涡发生严重畸变,但仍未破碎为小尺度的湍流.     

四气门发动机可变滚流结构稀薄燃烧特性的研究

研究了可变滚流结构的稀薄燃烧特性。主要讨论了可变滚流结构对发动机稀薄燃烧时燃油经济性和排放特性的影响。结果表明 :在稀薄燃烧情况下 ,发动机负荷大小对 CO排放的影响不大 ,CO排放始终保持在 0 .5 %以下 ;HC排放则具有相似的变化趋势 ,但排放量随负荷增加而略有增加 ;负荷对 NOx 排放的影响主要表现在空燃比为 13～ 18的范围内 ,负荷越大 ,NOx 排放越大 ;对空燃比小于 13或大于 18的 NOx 排放影响较小。阀片位置 (或滚流比 )对发动机稀燃状态 CO排放的影响很小 ,而对 HC和 NOx排放则存在一定影响。在稀薄燃烧条件下 ,滚流运动更有利于改善低速高负荷时的燃油经济性。     

4气门汽油机缸内滚流运动的LDA实验研究

４气门汽油机是车用汽油机主要的发展方向，其缸内空气运动的主要形式划滚流，与传统２气门发动机缸内的涡流运动不同，本用ＬＤＡ在一台单缸４气门汽油机上测量了缸内滚流运动，并借助于多维数值模拟计算了滚流的形成和演变规律，研究了规律的湍流特征。研究指出，滚流形成于压缩过程初期，以后随活塞动得以维持和发展；它在压缩末期衰减，畸变和破碎，使燃烧室内湍流强度显增加。     

不同气道倾角的直喷式汽油机进气道气流特性的试验研究

基于传统PFI汽油机进气道设计了2种倾角的GDI汽油机进气道,分别进行了2种不同倾角的GDI汽油机进气道的双气门开启、单气门开启2种方式下的气道稳流试验,研究了不同气道倾角的进气道气流特性,以及产生涡流和滚流的能力。试验结果表明:在不同的气门升程下,气道倾角α=39°的进气道比气道倾角α=34°的进气道流量系数大;就滚流比和涡流比而言,当气门升程较大时,单气门开启时比双气门开启时有所增大;当气门升程大于3mm时,α=39°的进气道比α=34°进气道的滚流比和涡流比均有所增大。此外,与普通PFI汽油机进气道相比,2种倾角的GDI汽油机进气道流通性能更佳。     

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．     

气道稳流试验台测量精度研究

为了确保多缸机气道稳流试验台的测试精度,采用误差分析理论与测量系统分析方法,从直接因素与间接因素两个方面分析了气道稳流试验台测量系统的精度,找出主要的误差来源。结果表明:涡流动量计与流量的测量精度对涡流比与流量系数测量结果的影响最大,分别占测量总误差的85.68%与94.15%。若气门升程偏差0.1mm,测量结果会产生1%左右的变化。试验缸盖定位向外侧偏差1.0mm时,不会对流量系数造成显著影响,但会使涡流比增大14.43%。气道稳流试验台的重复性与再现性为28%,人为因素的再现性几乎不会对试验结果造成影响。     

进气道稳流试验装置内三维流动特性的数值模拟

使用FLUENT商业软件，采用RNG κ-ε湍流模型，对稳定流动实验条件下，不同进气道角度时切向进气道一气门一气缸内的流场，在两种气门升程下进行了三维数值模拟；分析了气道一气门一气缸内气体的稳态流动特性；总结了不同气道角度、不同气门升程时气道和缸内气体流动的变化规律。随着气门升程的增加，气道角度对缸内涡流的影响增大，并且涡流和滚流相互抑制。     

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。     

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。     

可变滚流与二次喷油对火花点燃式发动机稀燃特性影响的研究

本文研究了可变滚流与二次喷油技术对发动机稀燃特性的影响。研究发现:1)在三种滚流比情况下,发动机比油耗随二次喷油比例的增加,呈下降趋势,说明在缸内只存在滚流运动的情况下,采用较大比例的二次喷油量可以获得更好的燃油经济性。2)喷油正时明显影响发动机燃油耗,在三种滚流比情况下,最低油耗点所对应的喷油正时按照T1、T2和T3顺序依次提前;负荷较大时,对应的最低油耗点喷油正时也相应有所提前。3)增强进气滚流运动可以改善发动机低速工况条件下的燃油经济性和排放特性,但应避免可变滚流机构对燃油喷注的阻隔作用。     

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．     

二次喷油对点燃式可变滚流进气发动机稀燃影响的研究

利用二次喷油稀燃实验系统研究了二次喷油对可变滚流进气发动机稀燃特性的影响情况。首先，采用纯滚流可变滚流进气系统时，采用较大比例的二次喷油量可以获得更好的稀燃经济性。第二，最低油耗点所对应的喷油正时按照T1、T2和T3顺序依次提前；负荷较大时，对应的最低油耗点喷油正时也相应提前。第三，在可变滚流结构中，二次喷油可能造成局部混合气过浓．导致CO排放增加：同时．在稀燃情况下．增大滚流比可以降低发动机HC和NOχ排放。第四，增大滚流比可以改善发动机低速工况条件下的性能，但应避免机构对燃油喷注的阻隔作用。     

进气道对车用直喷式柴油机性能的影响

本文介绍了在YC6108Q型车用直喷工柴油机上，对螺旋进气道的三种方案所进行的试验及分析对比，结果表明，螺旋进气道最小截面结构参数是影响流量系数及发动机经济性能和碳烟排放的重要因素，合理选用进气道是提高发动机性能的重要措施之一。