進(jìn)氣渦流對無節(jié)氣門汽油機(jī)燃燒性能的影響.pdf

1、全可變液壓氣門機(jī)構(gòu)(fully hydraulic variable valve system，F(xiàn)HVVS)，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門最大升程、開啟持續(xù)期以及配氣相位的連續(xù)可變。將該機(jī)構(gòu)安裝在一臺四缸進(jìn)氣道噴射汽油機(jī)上，采用進(jìn)氣門早關(guān)(early intake valve close，EIVC)的方式實(shí)現(xiàn)汽油機(jī)的無節(jié)氣門控制方式，降低泵氣損失。對試驗(yàn)測量的缸內(nèi)壓力進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)取消節(jié)氣門后在小負(fù)荷工況下的泵氣損失得到大幅降低，但是存在燃燒速率慢、燃

2、燒穩(wěn)定性差的問題，導(dǎo)致其指示熱效率降低。為了改善無節(jié)氣門汽油機(jī)油氣混合過程，提高燃燒速率，本文研究了進(jìn)氣渦流對無節(jié)氣門汽油機(jī)燃燒性能的影響。主要研究工作如下:
　　(1)無節(jié)氣門汽油機(jī)的改進(jìn)和試驗(yàn)臺架的搭建。將FHVVS安裝在BJ486EQ型汽油機(jī)上，通過EIVC實(shí)現(xiàn)無節(jié)氣門負(fù)荷控制;搭建了點(diǎn)火試驗(yàn)臺架，改進(jìn)了相應(yīng)試驗(yàn)設(shè)備和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);搭建氣道穩(wěn)定試驗(yàn)臺架，采集相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析安裝螺旋氣門時產(chǎn)生渦流的能力和氣道流通能力。

3、　　(2)研究了無節(jié)氣門汽油機(jī)燃燒性能存在的問題及其原因。研究結(jié)果表明，無節(jié)氣門汽油機(jī)燃燒速率較慢，后燃現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致CA50遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，指示熱效率較低。采用無節(jié)氣門進(jìn)行控制時，進(jìn)氣道內(nèi)的真空度不再存在，造成廢氣倒流量減少。在BMEP為0.189MPa時原機(jī)廢氣倒流量為17.1mg，而FHVVS樣機(jī)僅為0.82mg較原機(jī)降低95％。廢氣倒流量的降低無法有效促進(jìn)進(jìn)氣道內(nèi)汽油的蒸發(fā)和混合。對不同進(jìn)氣壓力的試驗(yàn)結(jié)果說明當(dāng)進(jìn)氣壓力逐漸提高時，燃

4、燒性能逐漸惡化，指示熱效率逐漸降低。
　　(3)提出一種新型螺旋氣門，并對其氣道穩(wěn)流特性進(jìn)行研究。介紹了螺旋氣門的基本結(jié)構(gòu)及其在不同升程下引導(dǎo)氣流運(yùn)動產(chǎn)生進(jìn)氣渦流的基本原理。研究發(fā)現(xiàn)安裝螺旋氣門后可在小升程時形成強(qiáng)烈的渦流，而在大升程時基本不形成渦流。另外，導(dǎo)流罩可有效提高安裝螺旋氣門時的渦流比。對于不同進(jìn)氣門組合安裝方式，選用一個螺旋氣門一個原機(jī)氣門時可在保證產(chǎn)生較強(qiáng)進(jìn)氣渦流的同時保證流通能力，其在2mm處產(chǎn)生的渦流比為1.02

5、;與傳統(tǒng)導(dǎo)氣屏方案、螺旋氣道方案、相異升程方案進(jìn)行對比，螺旋氣門較以上三種方案可在小升程時產(chǎn)生強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流，同時其不需要復(fù)雜的氣門防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)便與應(yīng)用。
　　(4)研究了進(jìn)氣渦流作用下，無節(jié)氣門控制下燃燒過程的變化。螺旋氣門產(chǎn)生的進(jìn)氣渦流可以改善油氣混合過程，使附著在進(jìn)氣道壁面和氣門背部的液態(tài)燃油分離開來。同時其可提高火焰?zhèn)鞑ニ俾剩@著提高放熱率，使燃燒始點(diǎn)提前，CA50接近推薦范圍5°～10°CA ATDC，降低循環(huán)變動。分別在采