点火式直喷发动机怠速工况关闭进气门对分层充气燃烧的影响

为了解4气门壁面引导直喷发动机通过关闭2个进气门中的1个来增强缸内充气运动及改善其燃烧性能情况，进行了综合的试验与分析。将1个处于完全暖机状态下的发动机运行在低速、轻载条件下，燃油从压力涡旋喷油器中喷出。压缩冲程期间，点火时刻产生分层的燃油喷雾围绕在火花塞附近。稳态流工作台的测量及流体动力学的计算表明，关闭其中1个进气门对缸内涡旋密度的增加比2个进气门同时打开好。同时，发动机动力测量表明，增加充气运动可以提高燃烧稳定性、增加燃烧效率、降低燃油消耗。

增强充气运动的方法是通过使气门机构的挺杆失活而关闭其中1个进气门。进气流直接通过1个进气门，在缸内产生较强的充气运动动量。在标准测试条件下，可利用稳态流动钻机设备测量产生的旋流和滚流强度。随着1个进气门的关闭，涡流指数系统地增加，同时在进气口处的急转角也导致滚流指数随1个进气门的关闭而增加。

从计算流体力学模型、喷射子模型、燃烧模型、喷射特性等多个方面进行了试验与分析。试验结果表明，通过关闭进气门增强充气运动可以提高燃烧的鲁棒性、较高的稀释性及较低的循环变异，能够提高2%的燃烧效率，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

编译：白鸽