點火式直噴發(fā)動機怠速工況關(guān)閉進氣門對分層充氣燃燒的影響

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點火式直噴發(fā)動機怠速工況關(guān)閉進氣門對分層充氣燃燒的影響

為了解4氣門壁面引導(dǎo)直噴發(fā)動機通過關(guān)閉2個進氣門中的1個來增強缸內(nèi)充氣運動及改善其燃燒性能情況，進行了綜合的試驗與分析。將1個處于完全暖機狀態(tài)下的發(fā)動機運行在低速、輕載條件下，燃油從壓力渦旋噴油器中噴出。壓縮沖程期間，點火時刻產(chǎn)生分層的燃油噴霧圍繞在火花塞附近。穩(wěn)態(tài)流工作臺的測量及流體動力學(xué)的計算表明，關(guān)閉其中1個進氣門對缸內(nèi)渦旋密度的增加比2個進氣門同時打開好。同時，發(fā)動機動力測量表明，增加充氣運動可以提高燃燒穩(wěn)定性、增加燃燒效率、降低燃油消耗。

增強充氣運動的方法是通過使氣門機構(gòu)的挺桿失活而關(guān)閉其中1個進氣門。進氣流直接通過1個進氣門，在缸內(nèi)產(chǎn)生較強的充氣運動動量。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，可利用穩(wěn)態(tài)流動鉆機設(shè)備測量產(chǎn)生的旋流和滾流強度。隨著1個進氣門的關(guān)閉，渦流指數(shù)系統(tǒng)地增加，同時在進氣口處的急轉(zhuǎn)角也導(dǎo)致滾流指數(shù)隨1個進氣門的關(guān)閉而增加。

從計算流體力學(xué)模型、噴射子模型、燃燒模型、噴射特性等多個方面進行了試驗與分析。試驗結(jié)果表明，通過關(guān)閉進氣門增強充氣運動可以提高燃燒的魯棒性、較高的稀釋性及較低的循環(huán)變異，能夠提高2%的燃燒效率，降低HC排放，降低4%的燃油消耗。

刊名：Journal of Engineering for Gas Turbines and Power（英）

刊期：2012年第9期

作者：Ronald O. Grover et al

編譯：白鴿