基于可变气门升程的汽油机缸内滚流特性研究



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