滚流对直喷汽油机油气混合及燃烧特性影响的数值模拟研究

利用数值模拟方法分析了可变涡流GDI发动机在2 000r/min、5 500r/min全负荷工况下,涡流调节阀开启和关闭不同状态的进气-喷雾-油气混合及燃烧整个过程,评价了缸内滚流对进气流动、混合气浓度分布及燃烧特性的影响。研究结果表明:在低转速时,滚流阀关闭使缸内滚流强度明显提高,是相同气门升程涡流调节阀开启时的4~6倍,较大的滚流强度加快了缸内燃油雾化速度,有助于在点火时刻缸内形成浓度均匀一致的混合气,同时增加了点火时刻的湍动能,配合较晚的点火时刻可以形成稳定而快速的燃烧;在高转速时,通过关闭滚流阀来提高缸内滚流比的水平有限,同时进气道流通能力受到抑制,缸内进气质量仅为滚流阀开启时的2/3,较大的滚流比使点火时刻缸内湍动能过大,不利于稳定快速的火焰传播。

直喷汽油机可变滚流进气系统实验研究

建立了可变滚流四气门直喷汽油机光学可视化气道实验台,利用粒子图像测速(PIV)系统对不同进气门开度、不同滚流调节阀工作状态下的缸内气流运动规律进行了实验测试研究。实验结果表明,缸内主要是绕气缸轴线垂直方向旋转的滚流运动;滚流阀开启时,缸内左右两侧分别形成逆时针和顺时针方向的两个大尺度滚流;滚流阀关闭时,进气门侧的气流减弱,排气门侧的流速明显增强,缸内出现了较强的单一顺时针方向滚流运动趋势;进气门开度较小时,改变滚流阀状态对缸内进气流动的影响很微弱。

可变涡流直喷汽油机流动及燃油喷射的数值模拟

建立了带可变涡流进气道的缸内直喷汽油机的三维数值模型,利用数值模拟方法分析了汽油机在2000r/min全负荷工况下,涡流调节阀开启和关闭时进气、喷雾及混合气形成过程。结果表明:低转速时,通过涡流阀开启和关闭可以改变进气门周围进气流动速度分布,进而调节缸内滚流强度;涡流阀关闭时,缸内滚流强度明显提高,是相同气门升程涡流调节阀开启时的4～6倍;较大的滚流强度加快了缸内燃油雾化速度,有助于在点火时刻形成浓度均匀一致的混合气。

可变涡流对直喷汽油机进气流动特性影响数值模拟

建立了带可变涡流进气道的缸内直喷汽油机（GDI）三维数值模型,利用数值模拟方法分析了可变涡流GDI发动机在2 000 r/min全负荷工况下,涡流调节阀开启和关闭不同状态的进气以及混合气形成过程。得到了进气流动变化、湍动能的发展等重要信息,评价了缸内滚流对混合气浓度分布的影响,结果表明：通过涡流阀开启和关闭可以改变进气门周围进气流动速度分布,进而调节缸内滚流强度,进气流动对缸内燃油分布有着显著的影响。在低转速时,涡流阀关闭使缸内滚流强度明显提高,是相同气门升程涡流调节阀开启时的4~6倍;通过关闭涡流阀产生的大滚流强度加快了缸内燃油雾化速度,有助于在点火时刻缸内形成浓度均匀一致的混合气。