四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門(mén)相異升程下缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)

劉伍權(quán)，楊春浩，遲 淼，張士強(qiáng)，吳子堯，劉瑞林

(1.軍事交通學(xué)院 軍用車(chē)輛系，天津300161;2.軍事交通學(xué)院研究管理大隊(duì)，天津300161;3.蚌埠汽車(chē)士官學(xué)校 學(xué)員旅，安徽 蚌埠233011;4.唐山學(xué)院機(jī)電工程系，河北唐山063000)

缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的輸運(yùn)和燃燒 有著重要影響，改善缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性以及排放有著重要的意義［1］。

關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)的研究起步較早［2］，目前，國(guó)內(nèi)外較為常用的缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)方法主要有:Ricardo評(píng)價(jià)方法，主要采用流通系數(shù)CF、無(wú)因次渦流(滾流)比NS(T)等參數(shù)評(píng)價(jià)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)，設(shè)定進(jìn)氣區(qū)間為進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)刻到關(guān)閉時(shí)刻，符合實(shí)際情況，但假設(shè)壓降Δp恒定且氣體不可壓縮，與實(shí)際情況不符;AVL評(píng)價(jià)方法，主要采用流通系數(shù)、渦流(滾流)比等參數(shù)評(píng)價(jià)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)，設(shè)定進(jìn)氣過(guò)程中氣道壓差Δp變化，符合實(shí)際情況，但假設(shè)進(jìn)氣區(qū)間為上止點(diǎn)到下止點(diǎn)且氣體不可壓縮，與實(shí)際情況不符;FEV評(píng)價(jià)方法，主要采用流通系數(shù)、渦流(滾流)比等參數(shù)評(píng)價(jià)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為氣體可壓縮，符合實(shí)際情況，但假設(shè)90%最大氣門(mén)升程時(shí)的缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)特征參數(shù)為平均特征參數(shù)，與實(shí)際情況不符;SwRI評(píng)價(jià)方法，采用的參數(shù)以及參數(shù)的計(jì)算與Ricardo評(píng)價(jià)方法基本相同，其特點(diǎn)是采用轉(zhuǎn)缸試驗(yàn)，但該方法假設(shè)進(jìn)氣區(qū)間為上止點(diǎn)到進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉、壓降Δp恒定且氣體不可壓縮，與實(shí)際情況不符［3-4］。

許多學(xué)者對(duì)可變氣門(mén)技術(shù)對(duì)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)的影響進(jìn)行了深入研究［5-8］，課題組提出可變氣門(mén)相異升程技術(shù)［9-10］，對(duì)四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。本文提出一種基于缸內(nèi)氣體三維流場(chǎng)計(jì)算宏觀特征參數(shù)的新方法，可通過(guò)三維數(shù)值模擬方法計(jì)算獲得缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)宏觀特征參數(shù)。

1 可變氣門(mén)相異升程

進(jìn)氣門(mén)相異升程指的是在同一凸輪軸轉(zhuǎn)角下，兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的升程大小不同，但兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的最大升程相同。

同一凸輪軸轉(zhuǎn)角下，由于兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的升程不同，導(dǎo)致兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的進(jìn)氣量和進(jìn)氣速度不同，在缸內(nèi)橫截面方向上氣體運(yùn)動(dòng)不能相互抵消，進(jìn)而導(dǎo)致進(jìn)氣過(guò)程中缸內(nèi)氣體不僅進(jìn)行滾流運(yùn)動(dòng)，而且還進(jìn)行渦流運(yùn)動(dòng)，綜合表現(xiàn)為斜軸渦流運(yùn)動(dòng)，但發(fā)動(dòng)機(jī)總進(jìn)氣量基本不變。其進(jìn)氣凸輪設(shè)計(jì)方案如圖1所示［11］，兩個(gè)凸輪錯(cuò)開(kāi)一個(gè)相異角θ(最大值為8°)以實(shí)現(xiàn)同一凸輪軸轉(zhuǎn)角下的升程不同，但兩凸輪的最大升程相同;兩個(gè)進(jìn)氣凸輪升程在B點(diǎn)相等，在A、C兩點(diǎn)差值最大。由于兩個(gè)進(jìn)氣凸輪之間存在相異角，導(dǎo)致兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)啟存在先后順序，即相位提前凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)提前開(kāi)啟，相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)滯后開(kāi)啟。

圖1 可變氣門(mén)相異升程方案

2 基于缸內(nèi)氣體三維流場(chǎng)的無(wú)因次宏觀特征參數(shù)計(jì)算

根據(jù)Ricardo評(píng)價(jià)方法的假設(shè)，缸內(nèi)氣體均為不可壓縮流體，即渦流(滾流、斜軸渦流)為剛性渦流(滾流、斜軸渦流)。則根據(jù)剛體角動(dòng)量計(jì)算公式，加長(zhǎng)模擬汽缸(滾流模擬缸套)內(nèi)橫截面(最大滾流比)上的氣流對(duì)截面中心的角動(dòng)量為

式中:J為氣流對(duì)截面中心的角動(dòng)量，kg·m2/s;I為氣流對(duì)截面中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2;ω為截面上氣體運(yùn)動(dòng)角速度，rad/s。

由于本文對(duì)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)渦流特性與滾流特性的研究均是在圓形截面上進(jìn)行，所以根據(jù)剛體圓盤(pán)對(duì)圓心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式，氣流對(duì)截面中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為

式中:M為橫截面(最大滾流比)上氣流的質(zhì)量，kg;B為汽缸(滾流模擬缸套)直徑，m。

將式(2)代入式(1)得

將剛性渦流(滾流)看作是非常多的質(zhì)元構(gòu)成的質(zhì)點(diǎn)系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則加長(zhǎng)模擬汽缸(滾流模擬缸套)內(nèi)橫截面(最大滾流比)上第i個(gè)質(zhì)元對(duì)截面中心的角動(dòng)量為

式中:Ji為第i個(gè)質(zhì)元對(duì)截面中心的角動(dòng)量，kg·m2/s;ri為第i個(gè)質(zhì)元相對(duì)截面中心的位移矢量，m;mi為第i個(gè)質(zhì)元的質(zhì)量，kg;vi為第i個(gè)質(zhì)元的速度，m/s。

因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)系對(duì)某一點(diǎn)的角動(dòng)量等于各個(gè)質(zhì)元對(duì)該點(diǎn)角動(dòng)量的矢量和，所以加長(zhǎng)模擬汽缸(滾流模擬缸套)內(nèi)橫截面(最大滾流比)上氣體運(yùn)動(dòng)對(duì)截面中心的角動(dòng)量等于各質(zhì)元對(duì)截面中心角動(dòng)量的矢量和，即

式中N為質(zhì)元總數(shù)。

由式(3)—(5)聯(lián)立得

將截面上氣流的質(zhì)量均布到各個(gè)質(zhì)元上，即

根據(jù)Ricardo評(píng)價(jià)方法，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流(滾流)比的計(jì)算公式為

式中:ωR為風(fēng)速儀葉片旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s;B為汽缸直徑，m;Vqd為理論進(jìn)氣速度，m/s。

由于氣體運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為作剛性運(yùn)動(dòng)，則氣體運(yùn)動(dòng)的角速度等于風(fēng)速儀葉片的旋轉(zhuǎn)角速度，即

由式(8)—(10)聯(lián)立得缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流(滾流)比的計(jì)算式為

式中:NS(T)為無(wú)因次渦流(滾流)比;ri為第i個(gè)質(zhì)元距離截面中心的距離，m;vi為第i個(gè)質(zhì)元的速度，m/s;α為第i個(gè)質(zhì)元相對(duì)截面中心的位移矢量與速度矢量的夾角，(°);N為質(zhì)元總數(shù);B為汽缸(滾流模擬缸套)直徑，m;Δp為進(jìn)氣壓差，Pa;ρ為氣體密度，kg/m3。

根據(jù)式(11)，在流場(chǎng)截面上選取多個(gè)質(zhì)元點(diǎn)，通過(guò)讀取各個(gè)質(zhì)元的坐標(biāo)和速度，便能夠計(jì)算出缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)的無(wú)因次渦流(滾流)比，質(zhì)元取的越多，計(jì)算結(jié)果越精確。

相比于以往的定性分析評(píng)價(jià)，本計(jì)算方法更加精確，可用于初步預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)宏觀特性，對(duì)改善發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、縮短發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)周期和降低產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)具有較好的應(yīng)用前景。

3 無(wú)因次渦流比計(jì)算與分析

根據(jù)式(11)，基于進(jìn)氣門(mén)相異升程下缸內(nèi)氣體渦流流場(chǎng)，計(jì)算出不同相異角下、不同凸輪軸轉(zhuǎn)角時(shí)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)的無(wú)因次渦流比，分析進(jìn)氣門(mén)相異升程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比的影響。

圖2為不同相異角下的缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比NS隨凸輪軸轉(zhuǎn)角φc的變化曲線。

圖2 無(wú)因次渦流比隨凸輪軸轉(zhuǎn)角變化

可以看出，當(dāng)相異角為0°時(shí)，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比幾乎為0，這說(shuō)明當(dāng)不存在相異角時(shí)，缸內(nèi)氣體幾乎不存在大尺度的渦流運(yùn)動(dòng);當(dāng)相異角不為0°時(shí)，同一相異角下，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比發(fā)生明顯變化，表現(xiàn)在:

(1)在進(jìn)氣開(kāi)始到凸輪軸轉(zhuǎn)角60°CaA附近區(qū)間內(nèi)，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大而增大。這是因?yàn)樵诖藚^(qū)間內(nèi)，由于相異角的存在，相位提前凸輪的升程大于相位滯后凸輪的升程，造成兩進(jìn)氣門(mén)的升程不同，導(dǎo)致兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣不平衡而出現(xiàn)明顯渦流運(yùn)動(dòng)，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，兩氣門(mén)升程差逐漸增大，導(dǎo)致兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣越發(fā)不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致渦流逐漸增強(qiáng)，無(wú)因次渦流比逐漸增大。

(2)當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)角為60°CaA附近時(shí)，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比達(dá)到極大值。這是因?yàn)楫?dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)角在60°CaA附近時(shí)，相位提前凸輪和相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的兩進(jìn)氣門(mén)升程差達(dá)到極大值，兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣不平衡程度最大，因此缸內(nèi)氣體渦流運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)，無(wú)因次渦流比達(dá)到極大值。

(3)凸輪軸轉(zhuǎn)角在60°CaA附近至90°CaA區(qū)間內(nèi)，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比又逐漸減小。這是因?yàn)樵诖藚^(qū)間內(nèi)，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，同一相異角下相位提前凸輪和相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的兩進(jìn)氣門(mén)升程差減小，從而導(dǎo)致兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣不平衡程度減小，渦流運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，無(wú)因次渦流比逐漸減小。

(4)當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA時(shí)，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比達(dá)到極小值，其值大小與相異角為0°時(shí)凸輪軸轉(zhuǎn)角90°CaA下的無(wú)因次渦流比大小相當(dāng)(幾乎為0)。這是因?yàn)楫?dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA時(shí)，無(wú)論相異角為何值，兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的升程均相等，造成同一時(shí)刻兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣量及進(jìn)氣速度均相同，缸內(nèi)不存在大尺度的渦流運(yùn)動(dòng)。

(5)當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)角在90°CaA至120°CaA附近區(qū)間內(nèi)，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比逐漸增大。這是因?yàn)橄喈惤堑拇嬖谑沟孟辔惶崆巴馆唽?duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)升程比相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)升程小，兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣不平衡，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，兩氣門(mén)升程差逐漸增大，導(dǎo)致兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣越發(fā)不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致渦流運(yùn)動(dòng)逐漸增強(qiáng)，無(wú)因次渦流比逐漸增大。

(6)當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)角為120°CaA附近時(shí)，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比再次達(dá)到極大值。這是因?yàn)橄辔惶崆巴馆喓拖辔粶笸馆唽?duì)應(yīng)的兩進(jìn)氣門(mén)升程差在凸輪軸轉(zhuǎn)角為120°CaA附近時(shí)再次達(dá)到極大值，兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣不平衡程度最大，因此缸內(nèi)氣體渦流運(yùn)動(dòng)再次達(dá)到最強(qiáng)，無(wú)因次渦流比曲線又出現(xiàn)另一峰值。

(7)凸輪軸轉(zhuǎn)角在120°CaA附近至進(jìn)氣結(jié)束區(qū)間內(nèi)，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比又逐漸減小。這是因?yàn)樵诖藚^(qū)間內(nèi)，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，同一相異角下相位提前凸輪和相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的兩進(jìn)氣門(mén)升程差逐漸減小，從而導(dǎo)致兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣不平衡程度逐漸減小，渦流運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，無(wú)因次渦流比逐漸減小。

由圖2還可以看出，不論相異角為何值，凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA時(shí)的缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比均幾乎為0。在其他凸輪軸轉(zhuǎn)角下，隨著相異角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比均逐漸增大。這是因?yàn)樵谄渌馆嗇S轉(zhuǎn)角下，隨著相異角的增大，同一凸輪軸轉(zhuǎn)角下的兩進(jìn)氣門(mén)升程差逐漸增大，導(dǎo)致兩進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣越發(fā)不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致渦流逐漸增強(qiáng)，無(wú)因次渦流比逐漸增大。

此外，當(dāng)存在相異角時(shí)，在進(jìn)氣過(guò)程的中間階段兩進(jìn)氣門(mén)開(kāi)度的大小關(guān)系發(fā)生了轉(zhuǎn)換。從進(jìn)氣開(kāi)始到凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA范圍內(nèi)，相位提前凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)升程大于相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)升程;當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA時(shí)，相位提前凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)升程和相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)升程相等;從凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA到進(jìn)氣結(jié)束范圍內(nèi)，相位提前凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)升程小于相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)升程。因此，從進(jìn)氣開(kāi)始到凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA范圍內(nèi)產(chǎn)生的渦流運(yùn)動(dòng)與從凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA到進(jìn)氣結(jié)束范圍內(nèi)產(chǎn)生的渦流運(yùn)動(dòng)方向相反，即在進(jìn)氣過(guò)程的中間階段，缸內(nèi)氣體渦流運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變向，這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際進(jìn)氣過(guò)程中缸內(nèi)氣體湍流運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)。

4 無(wú)因次滾流比計(jì)算與分析

根據(jù)式(11)，基于進(jìn)氣門(mén)相異升程下缸內(nèi)氣體滾流流場(chǎng)，計(jì)算出不同相異角下、不同凸輪軸轉(zhuǎn)角時(shí)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)的最大滾流比截面上的無(wú)因次滾流比，分析進(jìn)氣門(mén)相異升程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次滾流比的影響。

圖3為不同相異角下缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次滾流比NT隨凸輪軸轉(zhuǎn)角φc的變化曲線(由于數(shù)據(jù)較為密集，圖中只給出了相異角為 0°、4°、8°時(shí)的無(wú)因次滾流比)。

圖3 無(wú)因次滾流比隨凸輪軸轉(zhuǎn)角變化

可以看出:

(1)不論相異角為何值，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次滾流比均先逐漸增大后又逐漸減小。這是因?yàn)樵谶M(jìn)氣開(kāi)始到凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA區(qū)間內(nèi)，凸輪驅(qū)動(dòng)搖臂頂開(kāi)氣門(mén)，隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，氣門(mén)開(kāi)度逐漸增大，進(jìn)氣流量Q增大，缸內(nèi)縱截面上氣流運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，無(wú)因次滾流比逐漸增大;當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)角位于90°CaA附近時(shí)，缸內(nèi)氣體流量達(dá)到最大值，缸內(nèi)縱截面上氣流運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)，無(wú)因次滾流比達(dá)到最大值;而后隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大，氣門(mén)開(kāi)度又逐漸減小，缸內(nèi)進(jìn)氣阻礙作用增強(qiáng)，進(jìn)氣流量Q減小，缸內(nèi)縱截面上氣流運(yùn)動(dòng)減弱，無(wú)因次滾流比逐漸減小。

(2)凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA附近時(shí)，隨著相異角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次滾流比稍有減小。這是因?yàn)橄喈惤堑拇嬖谑沟猛馆嗇S轉(zhuǎn)角為90°CaA時(shí)的兩進(jìn)氣門(mén)升程相等且均小于相異角為0°時(shí)的進(jìn)氣門(mén)升程，且相異角越大，兩進(jìn)氣門(mén)升程越小，對(duì)進(jìn)氣的阻礙作用越強(qiáng)，進(jìn)氣流量Q越小，導(dǎo)致無(wú)因次滾流比越小。

(3)在其他凸輪軸轉(zhuǎn)角下，隨著相異角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次滾流比稍有增大。這是因?yàn)橄喈惤堑拇嬖谑沟孟辔惶崆巴馆喤c相位滯后凸輪對(duì)應(yīng)的兩進(jìn)氣門(mén)開(kāi)度不同，與相異角為0°時(shí)的進(jìn)氣階段相比，相當(dāng)于在流通能力變化不大的情況下對(duì)進(jìn)氣部分節(jié)流，造成進(jìn)氣流速增加，缸內(nèi)縱截面上氣體運(yùn)動(dòng)速度增大，無(wú)因次滾流比增大［12］。相異角越大，節(jié)流作用越明顯，無(wú)因次滾流比越大。但是，相異角最大值為8°，節(jié)流作用有限，對(duì)氣體流速的增強(qiáng)幅度較小。因此，除凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA外，同一凸輪軸轉(zhuǎn)角下，隨著相異角的增大，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次滾流比稍有增大。

5 結(jié)論

(1)依據(jù)角動(dòng)量的基本原理，提出了一種基于缸內(nèi)氣體三維流場(chǎng)計(jì)算缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)宏觀特征參數(shù)的新方法，利用此方法可以初步預(yù)測(cè)進(jìn)氣門(mén)相異升程發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)的宏觀特性。

(2)進(jìn)氣門(mén)相異升程對(duì)缸內(nèi)氣體渦流運(yùn)動(dòng)影響明顯。相異角為0°時(shí)，缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比幾乎為0。當(dāng)相異角不為0°時(shí)，同一凸輪軸轉(zhuǎn)角下的缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次渦流比明顯增大，且均在凸輪軸轉(zhuǎn)角為60°CaA附近和120°CaA附近兩處出現(xiàn)峰值;隨著相異角的增大，凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA時(shí)的無(wú)因次渦流比均幾乎為0，其他凸輪軸轉(zhuǎn)角下無(wú)因次渦流比逐漸增大。

(3)進(jìn)氣門(mén)相異升程下，發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)氣體渦流運(yùn)動(dòng)方向在進(jìn)氣過(guò)程中間階段發(fā)生變向，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際進(jìn)氣過(guò)程中湍流運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)。

(4)進(jìn)氣門(mén)相異升程下的缸內(nèi)氣體滾流運(yùn)動(dòng)稍有增強(qiáng)。整個(gè)進(jìn)氣過(guò)程中，任意相異角下的缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)無(wú)因次滾流比均隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增大先逐漸增大后又逐漸減小，且無(wú)因次滾流比在凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA時(shí)達(dá)到峰值;隨著相異角的增大，凸輪軸轉(zhuǎn)角為90°CaA時(shí)的無(wú)因次滾流比稍有減小，其他凸輪軸轉(zhuǎn)角下的無(wú)因次滾流比稍有增大，但變化幅度均較小。

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