可變氣門升程直噴汽油機缸內氣流運動特性研究.pdf

1、為了利用三效催化轉化技術高轉化效率特點,新一代直噴汽油機仍然沿用節(jié)氣門負荷控制,采用當量比燃燒模式代替稀燃。可變氣門驅動技術在汽油機上的使用使得節(jié)氣門取消,泵吸損失減小成為可能,對于無節(jié)氣門負荷控制模式下缸內氣流運動的實驗研究將為改善燃油霧化混合以及發(fā)動機性能提供理論依據。
　　 實驗在一臺由Cagiva Fox350單缸四氣門汽油機改裝而成的光學直噴發(fā)動機上進行,采用粒子圖像處理技術,研究了四種不同氣門升程負荷控制模式下缸內氣

2、流運動特性。
　　 實驗結果表明,缸內滾流明顯,渦流較弱。進氣中期,流場結構在高低氣門升程下分別以旋向相反的封閉和未封閉渦流結構存在。隨著壓縮進行,渦流速度在低氣門升程下衰減明顯,在高氣門升程下基本不變。壓縮末期,遠離上止點平面渦流速度顯著增加,靠近上止點平面流速基本不變。
　　 進氣中期對稱面流場在低氣門升程下形成旋向相反的雙滾流,在高氣門升程下表現(xiàn)為大尺度順時針滾流。壓縮初期,高氣門升程流場隨活塞上行破碎后形成第二次

3、滾流,低氣門升程無明顯滾流形成。壓縮末期,氣門升程6.8mm滾流結構仍然保持,平均滾流比為0.45,平均高頻湍動能是氣門升程1.7mm的2～3倍。
　　 為了獲得大尺度流場,在相同工況下,采用增加其中一氣門錐面面積進行渦流實驗。實驗結果表明,隨著氣門升程降低平均渦流比增加。進氣中期,不同氣門升程均出現(xiàn)旋向相反的雙渦結構。隨著進氣門關閉,低氣門升程下雙渦演變?yōu)榇蟪叨饶鏁r針旋轉單渦結構,并且氣門升程1.7mm出現(xiàn)最大平均渦流比1.9

4、,高氣門升程渦流結構破碎為小尺度流場。壓縮末期,氣門升程1.7mm平均渦流比出現(xiàn)顯著增加,平均高頻湍動能達到0.5m2／s2,是氣門升程6.8mm的4～5倍。
　　 本文采用低通濾波法分離湍流和循環(huán)變動,不同工況下,截止頻率范圍為70HZ～120HZ。隨氣門升程的降低,最大平均湍動能增加,并且峰值對應的曲軸轉角后推。壓縮末期,不同渦流平面速度差異來自不同滾流作用大小。滾流破碎使得湍流和循環(huán)變動增加；滾流形成或加強使得湍流增加,循