基于可变气门升程的汽油机缸内滚流特性研究
本文通过减小最大气门升程来研究缸内气体的流动特性。试验在改进的4气门火花点火试验机上进行,用光学测量方法,在缸壁通道上测量缸内气体垂直方向的运动。最大气门升程分别为6.8、4、1.7mm,通过粒子图像测速技术(PIV)进行测量。对测量的结果进行分析,研究滚流场、滚流比的变化和波动的动能分布。同时,开发了用于检测涡流中心的数值分析方法。
根据涡流中心的分布结果,对气缸内气体流动的循环变化进行探讨。从中可以得出,相位平均流场表明:①较高的最大气门升程,可产生较强的垂直流动,流动更多地转向活塞顶部,并且最后有可能形成较大规模的滚流结构;②较低的最大气门升程产生较高的滚流比时,活塞接近下止点(BDC);③较高的最大气门行程产生更高的滚流比时,活塞接近上止点(TDC)。从动能的角度看,降低最大气门升程能够产生更高的价值,包括更高的动能和更高的波动能量,由于较高的速度向量,在气缸内大部分时间都没有形成常规的大涡流结构。基于更高总动能低的最大气门升程的条件下,提出了更高的波动能量,其结果有利于空燃混合和火焰传播。利用适当的数值方法,对不同最大气门升程下的涡流中心进行检测,以及对循环的涡流结构进行探讨。结果表明:①较低的最大气门升程,由于削弱了滚动涡流,进而提高了循环变动;②研究结果还表明,对于可变气门升程的缸内直喷汽油机,扩张涡流流动能够削减循环变化,有利于提高点火和燃烧稳定性。
刊名:Flow Turbulence Combust(英)
刊期:2015年第94期
作者:Tianyou Wang et al
编译:孙坚