基于可變氣門升程的汽油機缸內滾流特性研究

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基于可變氣門升程的汽油機缸內滾流特性研究

本文通過減小最大氣門升程來研究缸內氣體的流動特性。試驗在改進的4氣門火花點火試驗機上進行，用光學測量方法，在缸壁通道上測量缸內氣體垂直方向的運動。最大氣門升程分別為6.8、4、1.7mm，通過粒子圖像測速技術（PIV）進行測量。對測量的結果進行分析，研究滾流場、滾流比的變化和波動的動能分布。同時，開發了用于檢測渦流中心的數值分析方法。

根據渦流中心的分布結果，對氣缸內氣體流動的循環變化進行探討。從中可以得出，相位平均流場表明：①較高的最大氣門升程，可產生較強的垂直流動，流動更多地轉向活塞頂部，并且最后有可能形成較大規模的滾流結構；②較低的最大氣門升程產生較高的滾流比時，活塞接近下止點（BDC）；③較高的最大氣門行程產生更高的滾流比時，活塞接近上止點（TDC）。從動能的角度看，降低最大氣門升程能夠產生更高的價值，包括更高的動能和更高的波動能量，由于較高的速度向量，在氣缸內大部分時間都沒有形成常規的大渦流結構。基于更高總動能低的最大氣門升程的條件下，提出了更高的波動能量，其結果有利于空燃混合和火焰傳播。利用適當的數值方法，對不同最大氣門升程下的渦流中心進行檢測，以及對循環的渦流結構進行探討。結果表明：①較低的最大氣門升程，由于削弱了滾動渦流，進而提高了循環變動；②研究結果還表明，對于可變氣門升程的缸內直噴汽油機，擴張渦流流動能夠削減循環變化，有利于提高點火和燃燒穩定性。

刊名：Flow Turbulence Combust（英）

刊期：2015年第94期

作者：Tianyou Wang et al

編譯：孫堅