四气门柴油机可调进气涡流系统的数值仿真研究

按照可调进气涡流进气道的设计原则设计了1132Z柴油机新的气道组合,该气道组合的数值计算结果表明,调节直气道内的挡板高度可以调节缸内涡流比;分析了气道内的流场分布,总结出柴油机进气涡流可调的机理,最后的发动机台架试验表明,在最大扭矩点调节涡流比可以使油耗降低7.1 g/(kW.h),波许烟度降低0.2 Rb。     

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.     

双切向进气道柴油机进气过程的三维瞬态数值模拟分析

为了改善柴油机进气系统的进气特性,利用计算流体力学(CFD)软件对长短结合的双切向进气道进气过程进行三维瞬态数值模拟,获得了进气过程中气缸内部流体的速度场和湍动能的变化规律,揭示了其涡流从双涡流结构向单涡流结构的形成过程.在此基础上,对此气道和ZH1105W气道进行了稳流试验并对比,结果表明所设计的双切向进气道可在气缸形成较强的涡流,具有较好的流通特性.     

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。     

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。     

4气门直喷式柴油机两进气道相互干扰的试验研究

为了研究4气门直喷式柴油机两进气道相互干扰的变化规律,在稳流气道试验台上,以一种4气门直喷式柴油机气缸盖为对象,进行了进气道稳流模拟试验。由于两气道之间的相互干扰,两进气道同时开启时的进气涡流较单独一个气道开启时有较大降低。进一步利用热线风速仪测量了4气门柴油机进气门口的三维流场。通过对气门口流速分布及其动量矩流率的分析,发现由于两进气道之间的相互干扰,两进气道同时开启时的进气涡流动量矩流率与两进气道分别单独开启时相比有显的降低,这正是导致两进气道同时开启时进气涡流低于单独气道开启的根本原因。     

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。     

柴油机进气涡流调节形式及阀板尺寸对进气特性的影响

设计了Z1132柴油机带涡流调节阀的双进气道,并在稳流气道试验台上对该组气道进行了试验。分析了新设计的进气道流量系数和涡流比随调节形式及阀板尺寸的变化规律。试验结果证明,转阀具有导向作用,采用转阀对进气涡流进行调节比用挡板具有更大的调节范围。     

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。     

柴油机主辅双进气道系统性能优化研究

对大功率柴油机采用主辅双进气道系统改善低负荷工况下的进气涡流进行理论分析和试验研究,并对进气控制挡板参数进行了优化。研究结果表明：在低负荷工况下,以螺旋气道进气为主,直流气道进气为辅,可以获得较强的进气涡流,达到改善低负荷性能的目的。