1 试验方法.pptx

2.1 内燃机进排气道的试验方法及评价1 试验方法1）等压差法 缸径﹥100 mm：△p = - 2.5 kPa 小缸径： △p = - 3.0～- 3.5 kPa2）变压差法天津大学刘书亮等： 只需确定气门最大升程时模拟气缸内及环境大气压的初始压差，在变压差条件下进行试验。2 气道性能评价指标 流通能力：常用流通系数μσ 或流量系数μ两个参数表示； 涡流强度：可用涡流比Ω 、速度比μ t / μ a 和无因次涡流Nf 来表示。2.1 内燃机进排气道的试验方法及评价3 计算方法1）Ricardo 方法 平均流量系数： 其中：α1、 α2分别为气门开启和关闭的曲轴转角。 涡流比：注：气门升程及曲轴转角的对应关系按试验发动机的进排气凸轮计算。2.1 内燃机进排气道的试验方法及评价3 计算方法2）AVL 方法 平均流通系数： 其中：计算时间区间是从上止点到下止点。 涡流比：注：计算中气门升程及曲轴转角的对应关系为该公司的一个标准凸轮。在小气门升程（相对气门升程h/d=0.04，0.08）时，气道压力降Δ p1 采用6.37kPa(650 mm 水柱)，其他气门升程点Δ p1 采用 2.45kPa (250 mm 水柱) 。2.1 内燃机进排气道的试验方法及评价3 计算方法3）FEV 方法 假定：进气过程为可压缩、绝热过程。 流通能力：ak (流过气门座节流处有效流通截面积及活塞顶面面积之比) 涡流强度：Cm / Ca (叶片旋转中心的切向速度与气缸中气流轴向速度之比)注：90%最大气门升程所对应的ak 和Cm / Ca 分别表示为平均流通系数(ak )m 和平均涡流系数(Cm / Ca )m。 2.1 内燃机进排气道的试验方法及评价3 计算方法4）SWIR 方法 假定：进气过程为可压缩、绝热过程。 注：发生在上止点和进气门关闭之间，气道和缸内的初始压力为0.1 MPa，并考虑了压缩比的影响。各种方法比较：，Ricardo 方法中的流量系数只评价气道本身的性能好坏，并不能反映该气道及内燃机的匹配情况，而FEV 方法就可以反映这一点。2.1 内燃机进排气道的试验方法及评价4 稳流气道试验台2.1 内燃机进排气道的试验方法及评价4 稳流气道试验台2.1 内燃机进排气道的试验方法及评价4 稳流气道试验台2.2 内燃机缸内的气流运动1 进气涡流定义：在进气过程中形成的绕气缸轴线有组织的气流运动。2.2 内燃机缸内的气流运动1 进气涡流2.2 内燃机缸内的气流运动1 进气涡流2.2 内燃机缸内的气流运动直喷式柴油机缸内涡流图 涡流旋转速率随曲轴转角的变化（n=1000r/min）—— 不带缩口的?燃烧室 　　- - -带缩口?的燃烧室 × 测点位置 2.2 内燃机缸内的气流运动2 压缩挤流和压缩涡流1）定义 挤压流动：在压缩过程后期，活塞表面的某一部分和气缸盖彼此靠近时所产生的径向或横向气流运动。 挤流强度主要由挤气面积和挤气间隙的大小决定。 逆挤流：当活塞下行时，燃烧室中的气体向外流到环形空间，产生膨胀流动。 缩口形燃烧室就是充分利用了较强的挤流和逆挤流。 压缩涡流：在压缩过程中形成的有组织的旋转空气运动。如涡流室中涡流大小由涡流室形状、通道尺寸、位置和角度决定。DDdX0XWkrkb)a)2.2 内燃机缸内的气流运动2 压缩挤流和压缩涡流图 直喷式柴油机的挤气效应a）正向挤流　b）逆向挤流 2.2 内燃机缸内的气流运动2 压缩挤流和压缩涡流2.2 内燃机缸内的气流运动2 压缩挤流和压缩涡流图 挤流速度随曲轴转角的变化关系（?=13，Vk/Vc=0.88，x0/S=0.01） 2.2 内燃机缸内的气流运动2 压缩挤流和压缩涡流2.2 内燃机缸内的气流运动3 滚流定义：在进气过程中形成的，绕垂直于气缸轴线的有组织的空气旋流，称为滚流或横轴涡流。应用：四气门汽油机，在两个进气道的一个进气道中安装旋流控制阀，通过改变旋流控制阀的开度，即可形成不同角度的斜向旋流，斜向旋流可以认为是由进气涡流和滚流两部分组成的。2.2 内燃机缸内的气流运动3 滚流2.2 内燃机缸内的气流运动3 滚流2.2 内燃机缸内的气流运动3 滚流2.2 内燃机缸内的气流运动4 湍流2.2 内燃机缸内的气流运动4 湍流1）长度积分尺度lI：大涡的尺度。2）Taylor微观长度尺度lM ：发生粘性耗散 的剪切层的大致间距。3）Kolmogorov长度尺度lk： 在分子混合和反应过程中，最小的湍流小尺寸涡结构尺寸。注：具体见蒋德明《火花点火发动机的燃烧》，西安交通大学出版社，1992