双进气道柴油机可调涡流进气道匹配规律

研究双进气道柴油机进气道的涡流比和流量系数对进气涡流调节规律的影响.在稳流气道实验台上,对两种典型的双进气道柴油机的切向气道、螺旋气道的进气流动特性和进气涡流调节特性进行试验,采用横挡板遮挡切向气道入口方式调节进气涡流.试验结果表明,在一定范围内,涡流比和流量系数之间存在线性折中关系.通过数学公式的推导和分析可知:在对柴油机的两个进气道进行匹配时,如果要拥有良好的进气涡流可调性,被调进气道流量系数应取较大值,涡流比应取较小值,不调节进气道的涡流比应取较大值.     

4气门柴油机进气道结构参数对进气性能的影响

研究了气道结构参数对柴油机进气性能的影响,以某4气门柴油机实际进气道模型为基础,通过改变进气道组合方式和相关结构参数,并利用CFD软件FIRE进行气道-气门-气缸系统的稳流数值模拟计算,分别研究了不同的气道组合方式及不同的气道结构参数对气道进气性能的影响.研究结果表明:混合气道的进气涡流强度比双切向气道大22.3%,但流通系数比双切向气道小7.6%,这说明对于采用燃油高压喷射的柴油机而占,采用双切向气道方案更佳;对于燃油喷射压力不太高的柴油机,则应采用混合气道;气道夹角和气道偏心距对两种组合气道的平均涡流比都有一定影响,气门锥角对两种组合气道的平均流通系数和平均涡流比也均有较大影响.     

偏心倒角对双切向进气道进气性能的影响

针对近年来柴油机中广泛采用的双切向进气道布置形式,自行设计、制作了实验用气道芯盒,利用气道稳流实验台研究了气门座圈底孔偏心倒角结构对气道流量系数和涡流比的影响.实验结果表明:偏心倒角对流量系数基本无影响;当标准化气门升程小于0.184,6时,偏心倒角可以大大提高涡流比,且带偏心倒角的各方案间涡流比也存在显著差异;而当标准化气门升程超过0.184,6时,各方案的涡流比变化曲线几乎重合.选取2,mm、9,mm分别代表小、大气门升程,结合CFD技术对气道-气门-缸筒模型进行了三维数值模拟研究.模拟结果显示2,mm升程时,与无偏心倒角方案缸内出现两个反向涡结构相比,偏心倒角可以避免气流间的撞击干涉,使气流在缸内形成同一方向的涡流;而9,mm升程时,有、无偏心倒角方案均在缸内形成了单一的涡结构,二者无显著差异,从而从机理上解释了实验结果.     

4105柴油机四气门缸盖切向进气道的试验研究

在进气道稳流试验台上对2种方案的切向进气道和ZH1105W柴油机进气道进行稳流试验研究,通过试验所获得的无量纲涡流数和流量系数来评价不同气道流通特性的优劣,以确定最终的气道布置方案．实验表明,对比选择后的4105柴油机切向进气道与改进后的ZH1105W柴油机螺旋进气道相比,在保证缸内涡流强度基本不变的情况下,进气道的流量系数明显高于ZH1105W柴油机的螺旋进气道,流量增幅高达35％．     

柴油机气道进气流动特性及进气门杆形状对其影响分析

建立某RD190柴油机螺旋进气道稳态CFD模拟计算模型,对其流动特性进行研究,分析得到了气道流量系数和涡流比、柴油机的外特性结果,并采用CFD模拟分析了进气门杆形状对进气流动的影响.研究结果表明:随着截面比的增加,平均流量系数和平均涡流比均为先增大后减小,当截面比在0.28~0.30时,进气道平均流量系数相对原方案值变化不大,而平均涡流比最大增加了9.98%.     

四气门柴油机进气道布置的试验研究

为获得具有优良的流通特性和涡流特性的四气门柴油机进气道系统，在稳流气道试验台上，研究了进气道的布置对四气门柴油机进气道流动特性的影响，结果表明，气道布置角度的变化对流量系数影响不大，但对涡流比有较大影响，切向，螺旋气道由置角度的变化对组合涡流的影响，分别表现在小升程范围和中，大升程范围，前者比后者有更大的影响，组合气道涡流较单独气道开启时有较大降低，螺旋气道的涡流降低幅度远大于切向气道。     

缸内直喷汽油机进气道优化设计研究

针对一款缸内直喷汽油机的原始进气道,应用计算流体力学软件Converge建立了三维稳态流动计算模型,在对模型进行试验标定后,对结构优化设计后的新进气道进行了仿真计算。研究结果表明,所建立的三维稳态计算模型能够较为准确的模拟计算进气道的滚流比和流量系数;新优化设计的进气道能够在不明显改变流量系数的前提下,较大幅度提升滚流比。最终获得了提升气道滚流比的优化设计结果。     

四气门柴油机进气道流通特性的研究

每缸采用四气门的发动机能进一步降低排放,提高发动机的动力性和经济性本文介绍了直喷式柴油机的四气门进气系统,分析了该系统在充气效率和燃烧方面的特点文中作者进行了螺旋气道与不同流通面积的切向气道的组合试验讨论了四气门进气系统进气道的流通特性及进气道不同进口流通面积对进气流量和涡流动量的影响研究结果表明采用四气门进气系统,进气流通面积增加３９％;另外,切向气道和螺旋气道的进气流量直接影响着缸内涡流的形成,最佳的涡流效果和切向气道与螺旋气道的流量之比密切相关本文为四气门高速直喷式柴油机的进气系统设计提供了依据     

柴油机螺旋进气道的三维造型设计

螺旋进气道的设计是个难点，使用传统的方法很难对其进行准确的描述，也难以对气道流动特性进行精确研究．通过确定螺旋进气道的主要设计参数，进行螺旋进气道的计算机三维造型设计，可以实现螺旋气道的精确造型、以气缸直径102mm的直喷式柴油机的螺旋进气道为例，使用Pro／E对其进行了三维造型设计，并将三维模型载入Fluent中进行仿真计算，得到的计算值与试验值基本一致．结果表明：计算机构造的三维模型能很好地模拟螺旋气道，这为研究螺旋气道提供了新的方法．     

均匀设计法在螺旋进气道优化设计中的运用

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FIRE完成稳流试验台中气道-气缸流动的三维数值模拟计算,应用传统单因素法和新的均匀设计法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,对比传统单因素法,运用均匀设计法对气道进行优化设计,只需少量计算即可求出优化结果,大大减少了计算工作量.     

生物柴油发动机进气道模拟与优化

针对DK4柴油机改为燃用生物柴油后出现混合气均匀度较差等问题,本文通过稳流试验和数值模拟的方式,结合均匀试验设计法,在稳态工况下,在进气道前端加装不同结构参数的导流叶片,研究了其对发动机流量系数和涡流比的影响,选择了最佳模型,并对比了瞬态工况下原进气道与优化后的进气道涡流比、累计进气质量和排放特性。结果表明:稳态工况下,优化后的进气道较原进气道平均涡流比增加了24.79%,缸内流量系数提升了1.17%;瞬态工况下,优化后的进气道涡流比整体提高9.46%,累计进气质量增加了7.02%;缸内温度和压力均提高,NOx排放平均升高4.4%,soot排放降低9.9%。可见优化后的进气道有效改善混合气形成,降低生物柴油发动机颗粒排放。     

增压汽油机面向控制的充量模型及其数值标定

缸内进气量作为电控系统喷油和空燃比前馈控制的基础，对扭矩控制和排放性能至关重要。为了更简便、准确地估算缸内进气量，提出一种面向控制的充量模型，并基于Simulink软件完成该模型的搭建。引入GT-POWER仿真工具辅助标定，完成对充量模型中进气道传热因子、缸内驻留废气关键参数和气门实际流通面积的标定。最后将充量模型计算结果分别与仿真结果及台架试验结果验证对比，提出的充量模型稳态进气量的计算误差均在5%以内，表明提出的充量模型为发动机系统控制提供了一种较为可行的方法。     

4气门直喷式柴油机进气系统研究及设计

分析了 4气门直喷式柴油机进气系统的技术特点和设计要点 ,详细阐述了 4气门进气系统在提高进气量、改善油气混合和可变涡流强度等方面的优点 通过对 4气门进气系统不同进气道组合的比较 ,指出长切向气道与短螺旋气道的组合有利于产生较大的进气涡流 结合缸盖设计 ,讨论了气门的布置方式及配气机构的设计 4气门柴油机辅以增压、高压燃油喷射和废气再循环等技术的支持和匹配 ,可以改善燃烧、净化排放 ,提高动力性和经济性 ,满足未来更严格的排放法规     

可变气门升程对涡轮增压缸内直喷汽油机缸内流动特性的影响

采用数值模拟方法对不同最大进气门升程（MVL）下涡轮增压缸内直喷汽油机缸内气体的流动特性进行分析,以掌握变气门升程对缸内流动的影响规律．结果表明,MVL的减小使过进气门中心线的纵截面内的顺时针滚流增强。在120℃A时刻,MVL为7．7mm时截面内气体流动以逆时针滚流为主,而MVL为1．0mm时截面内气体流动以顺时针滚流为主;低MVL有利于进气初期缸内滚流比的提高,而在进气后期及压缩过程中,MVL为1．0mm时缸内滚流比明显低于MVL为7．7mm和4．0mm时的缸内滚流比;随着进气门升程的减小,湍流强度第一个峰值明显升高（MVL为7．7mm时峰值为0．54,而MVL为1．0mm时峰值达1．03）,但小MVL条件下湍流强度衰减较快,在压缩末期3种MVL下的湍流强度差别较小．     

西气门紫油机两进气道的相互干扰——对气门口流场的影响

在稳流模拟试验台上,利用所研制的四气门柴油机试验缸盖和气门口三维流速测量装置,运用热线风速仪测量了四气门柴油机不同气道布置方案下的进气门出口三维流场,揭示了四气门柴油机两进气道的相互干扰对气门口流场影响的变化规律,。两气道的相互干扰使两进气道相互作用区域,近壁区域的内流速的大小和分布发生明显差异,这种差异随相互作用区域内速度峰值的增大而增加,切向速度分量影响最大,其速度大小及分布变化较大,切向气道较螺旋气道影响更大,螺旋气道对切向气道的影响随升程的增加而增大,切向气道对螺纹秘气道的影响则随升程的增大而减小。     

四气门直喷式柴油机进气过程缸内流场的模拟研究

利用缸内三维流场测量装置,运用热线风速仪在稳流模拟试验台上研究了四气门直喷式柴油机进气过程的缸内流场特性,并与两气门直喷式柴油机进行了比较,揭示了四气门直喷式柴油进气涡流的形成过程及气门开度对其影响的变化规律。两气门直喷式柴油机进行涡流主要由进气门轴线至气缸轴线附近的强气流产生,缸内主涡流出现在进气门下方,副涡流较弱;四气门直喷式柴油机的进气涡流主要由气缸周边处的强气流产生,缸内主涡流出现在两进气     

螺旋进气道流动特性的数值分析

用ＳＩＭＰＬＥ方法模拟了稳流实验条件下一螺旋进气道－气门－气缸内的三维流场,给出了模拟计算结果,并与实验进行了比较,发现两者规律基本相同．分析了流场的流动特性,从而为进气道的设计和改进提供有力的依据．