點火式直噴發動機怠速工況關閉進氣門對分層充氣燃燒的影響

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點火式直噴發動機怠速工況關閉進氣門對分層充氣燃燒的影響

為了解4氣門壁面引導直噴發動機通過關閉2個進氣門中的1個來增強缸內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下的發動機運行在低速、輕載條件下，燃油從壓力渦旋噴油器中噴出。壓縮沖程期間，點火時刻產生分層的燃油噴霧圍繞在火花塞附近。穩態流工作臺的測量及流體動力學的計算表明，關閉其中1個進氣門對缸內渦旋密度的增加比2個進氣門同時打開好。同時，發動機動力測量表明，增加充氣運動可以提高燃燒穩定性、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的挺桿失活而關閉其中1個進氣門。進氣流直接通過1個進氣門，在缸內產生較強的充氣運動動量。在標準測試條件下，可利用穩態流動鉆機設備測量產生的旋流和滾流強度。隨著1個進氣門的關閉，渦流指數系統地增加，同時在進氣口處的急轉角也導致滾流指數隨1個進氣門的關閉而增加。

從計算流體力學模型、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。試驗結果表明，通過關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