应用变压差技术的气道稳流试验研究

根据发动机气道流动特性,应用变压差技术测量了6135型柴油机缸盖进气道的流动特性。试验全过程只需确定气门最大升程时,模拟气缸与环境气压的初始压差满足流经气道内的空气为充分发展的湍流条件,就可采集对应于各气门升程下的流量和涡流角动量等试验参数,并用Ricardo和FEV方法计算平均流量系数和涡流比,其计算值与定压差试验结果基本相同。此方法操作简单,易于实现气道稳流试验的全自动化,可提高生产线上批量缸盖检测效率。     

大气道压差对气体流量系数的影响

在自行研制的气道稳流试验台上研究了大气道压差对气体流量系数的影响,在实验基础上结合相关的理论知识对其进行分析,为工业化应用提供参考。试验表明,气门升程和气道压差小时,难以形成充分发展的湍流,无量纲流量系数波动较大;充分发展时,可压缩气体的流量系数恒定不变,不可压缩气体的流量系数比真实值偏小,误差大小只与压力比有关,并随着压力比的增大而增大。     

四气门柴油机进气道性能的试验研究

利用所研制的单独气道和四气门柴油机试验缸盖系统，研究了进气道的不同形状组合、两进气道布置的相对位置对四气门柴油机进气道性能的影响。气道布置角度的变化对流量系数影响不大，但对无因次涡流有很大影响。单气道工作方式下，这种影响取决于气道形式，对切向气道的影响较螺旋气道大；两组合气道工作方式下，这种影响取决于气道形状的不同组合及两气道之间的相对位置，两个螺旋气道组合时影响最大。     

柴油机螺旋进气道的性能试验与评价方法

通过稳流试验台对气道进行试验研究,检验某四缸发动机螺旋气道进气性能的一致性。试验采用Ricardo和FEV两种评价方法分别对各缸进气道的涡流比和流量系数进行对比分析,结果表明该缸盖进气道进气性能良好,并提出确保各缸气道进气一致性的措施。     

四气门直喷式柴油机缸内流场试验研究

通过螺旋气道与不同进口面积切向气道的组合试验，分析了各种组合进气系统的流通特性，发现通过改变切向气道进口面积就能很容易地实现涡流比的调节。利用热线风速仪对模拟缸内空气流动进行了测量，结果表明4气门柴油机进气过程中在远离缸盖的平面内形成稳定的旋涡，其涡流中心偏离气缸中心。揭示了4气门柴油机进气涡流的形成过程及缸内流场的特点，详细探讨了切向气道进口面积和气门升程对缸内流场的影响。     

基于动网格与UDF方法的稳流器流场数值模拟研究

基于动态网格技术及UDF(用户自定义函数)方法,对某稳流器流道内流场进行数值模拟,得到流量、水头损失和上下游压差力等参数之间变化的关系,并与物理模型试验的结果进行对比.结果表明,数值模拟所得结果与模型试验基本吻合,从而验证了数学模型的可靠性和精度,并得到适应于该稳流器的动网格数学模型,从而为稳流器结构的后续优化提供理论依据.     

TY290柴油机进气道改进

通过TY290柴油机进气道石膏模型的稳流模拟试验，对进气运的结构尺寸作了改进，提高了进气道的涡流比和平均流量系数，改善了进气道的品质和TY290柴油机的性能。     

全自动气道稳态试验系统设计

涡流和流量系数是影响柴油机经济性与排放特性的关键参数,在柴油机设计和改进过程中需要对气道的此两个参数进行测量和评价。本文在原气道试验台基础上,设计了一套自动化程度较高的气道稳态试验台,可以对气门升程和试验压力进行自动调节,适用于生产线上使用。     

四冲程汽油机缸内斜轴涡流研究

利用双特征角气道稳流试验台,对一款二气门四冲程单缸试验机的3种不同进气道方案进行了不同测试平面的气流运动试验和分析.结果表明,提高原气道涡流强度来改善燃烧的同时会降低气道的流通能力,但适度提高滚流强度的同时还可以提高流通能力.利用测得的无因次涡流比和滚流比,提出了一个简便的斜轴涡流特征参数计算公式,并通过试验数据给予了有效性证明.另外对特征角α=60°时的无因次涡流比和利用涡流与滚流合成的无因次斜轴涡流比进行了线性回归分析,3种方案数据的相关系数分别是0.96、0.97、0.97,因此,通过稳流气道试验台测取某一特征角度下的无因次涡流比可以评价进气道斜轴涡流的性能.     

农用柴油机气道流动特性稳流试验系统研究

农用柴油机进气道气体流动性能（涡流强度、流量系数）对农用发动机的动力性、经济性和排放有重要影响。本文介绍了农用柴油机进气道气流运动特性的稳流试验装置结构组成和数据采集的计算机工作过程。阐述了为实现离心风机在气道稳流试验台上的恒压运转而采用的单片机PID控制的变频器调速系统工作原理。     

多气门发动机进、排气道的结构设计与评价

分析了多气门发动机进、排气道的结构特点和设计要点,并以自主开发的4气门1110型柴油机和486QE型汽油机为例,论证了气道的静态流场模拟、稳流试验评价及动网格瞬态模拟等气道性能研究方法用于多气门发动机进、排气道设计和评价的可行性。     

高雷诺数对无量纲参数的影响

研究了高雷诺数对气体滚流强度和流量系数的影响。试验表明,气门升程和气道压差小时,难以形成充分发展的湍流,随着气门升程的增大,无量纲滚流强度和流量系数呈上升趋势,并且波动较大;充分发展时,可压缩气体的滚流强度和流量系数恒定不变,不可压缩气体的滚流强度比真实值偏大,而流量系数比真实值偏小,误差大小只与压力比有关,并随着压力比的增大而增大。     

发动机进气道稳流试验台的开发

研制了发动机进气道稳流试验台。该试验台结构设计合理,操作灵活方便,计算机可自动进行数据采集,既可满足实验室的需要又可应用于生产车间的在线检测。采用两种计算方法预测发动机进气道涡流比,并给出计算公式。研究表明：气道稳流试验台测量精度高,试验重复性好。     

螺旋/切向气道相异气门的缸内气体分层燃烧分析

通过CFD数值模拟,对D19四气门、双进气道发动机进行相异气门的缸内气体分层燃烧分析。研究表明:相异气门可使缸内进气量和涡流比大幅提升;螺旋气道引入方式下的气体,凹坑和燃烧室相对中心区域CO₂分布较多。而切向气道引入方式下的气体,靠近切向气道一侧的CO₂分布较多,围绕燃烧室中心区域的CO₂分布较少;相异气门条件下,发动机排放的Soot和CO大幅减少,NOx略有增加。     

低压空气辅助缸内直喷汽油机进气道设计

以2.0L四气门进气道喷射汽油机为样机,设计低压空气辅助缸内直喷汽油机,运用CFD仿真技术与气道稳流试验相结合对其进气道进行设计.建立了原进气道喷射汽油机进气道的三维仿真模型并进行计算和分析,表明气道流通能力不够强,有强滚流运动;气道内部三维流场分析结果说明部分区域存在气体滞留现象,通过气道稳流试验台对仿真结果进行了验证.根据低压空气辅助直喷汽油机对缸内气流运动特性的要求,在CFD仿真软件中对进气道结构进行了优化,通过调整气门杆附近的截面积、削弱滚流强度,提高了进气道的流通能力,同时改善了局部气流滞留现象.     

柴油机螺旋进气道三维数值模拟

运用CFD软件STAR-CD对某拖拉机用柴油机螺旋进气道进行了三维数值模拟。通过模拟计算可以比较准确地得到直观的进气道和缸内流场。模拟计算的涡流比及流量系数与试验结果具有较好的一致性,并对偏差产生原因进行了分析。     

柴油机可调涡流进气道设计与试验

将进气涡流的数值仿真和稳流试验测试运用到柴油机进气道设计中,用正向设计和逆向设计相结合的方法为132mm缸径柴油机设计了可调涡流进气道,利用快速成型和数控加工制作出气道的相关模型和气道砂芯模具,并铸造出缸盖。发动机试验表明,油耗下降7.1/(.),烟度下降50%,排气温度下降17℃。     

柴油机螺旋气道数字化设计方法

通过系统分析柴油机螺旋气道几何结构以及气道敏感区域对气道流通性能的影响关系,确定了构建螺旋气道的关键结构参数。提出了一种以气缸盖结构为约束条件,涡流比为设计目标,再进行流量系数优化的螺旋气道数字化设计方法,建立了螺旋气道参数化数学模型,开发了一款柴油机螺旋气道数字化建模软件。针对一款自主开发的卧式两缸柴油机螺旋气道的设计要求,采用螺旋气道数字化建模软件建立了螺旋气道数字化三维模型,进行了模型光顺性分析和流通性能分析。分析结果表明,螺旋气道数字化设计方法具有一定的可行性和通用性,只需提供气缸盖结构、流通性能(涡流比和流量系数)的设计要求,通过该数字化设计方法和建模软件就能设计出满足要求的螺旋气道。     

直喷式柴油机进气流场的数值模拟研究

螺旋进气道特性(流量系数和无量纲涡流数)对柴油机性能有重要的影响。本文介绍了螺旋进气道的逆向设计方法,利用计算流体力学软件对进气流动进行了计算模拟,在稳流气道试验台上验证了计算结果的准确性,获得了流场压力、速度、湍动能等参数分布规律,为气道的设计与改进提供了理论依据。     

大气道压差对气体滚流强度的影响

在自行研制的气道稳流试验台上研究了发动机气道内大气道压差对气体滚流强度的影响。试验表明,气门升程和气道压差小时,难以形成充分发展的湍流,无量纲滚流强度呈上升趋势,并且波动较大;充分发展时,可压缩气体的滚流强度恒定不变,不可压缩气体的滚流强度比真实值偏大,误差大小只与压力比有关,并随着压力比的增大而增大。