螺旋气门的结构优化及对无节气门汽油机燃烧性能的影响*
2021-02-02常英杰谢宗法房佩鸽张晋群
汽车工程 2021年1期
韩 康,常英杰,谢宗法,房佩鸽,张晋群,张 坤
(1.山东大学机械工程学院,济南 250061;2.山东大学,高效洁净机械制造教育部重点试验室,济南 250061)
前言
无节气门汽油机采用可变气门升程和可变气门正时机构取代节气门,能显著降低中小负荷时的泵气损失[1]。通过实现米勒循环,抑制大负荷爆燃现象,使燃油消耗率显著降低,并减少有害气体排放[2]。无节气门汽油机已成为当前汽油机研究的重要方向,但其发展仍面临着诸多问题。当通过控制进气门升程和相位来控制进气量时,进气方式的变化会改变缸内气流的运动状态,从而对混合气的形成及燃烧产生重要影响[3]。采用进气门早关(EIVC)方式时,随着负荷的降低,进气门关闭时刻逐渐提前,进气门的最大升程降低,这会加快燃烧时缸内湍流的衰减,使火焰传播速率变慢[4]。尤其是对于气道喷射汽油机,取消节气门后,进气道内负压减小,从气缸倒流回进气道的灼热气体也减少,使进气道内的混合气温度降低,进气道和缸内燃油蒸发及与空气混合性能变差[5],造成无节气门汽油机中小负荷燃烧性能恶化,燃油经济性的改善达不到预期的水平。
汽油机通常采用增加滚流、挤流和进气涡流的方式改善油气混合,提高火焰传播速率,进而改善燃烧性能[6]。由于气门轴线倾斜布置,四气门汽油机上滚流应用较为广泛,但涡流运动具有在压缩冲程末期不消散的优点[7]。Millo 等[8]设计了一种新型进气道结构,在FIAT 的MultiAir 系统上加装导气屏来增强进气滚流,进而增强缸内湍流运动改善燃烧。……
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