内燃机学 教学课件 作者 周龙保第五章 5.1.pptVIP

第一节 内燃机内的气体流动 进气流动 CHARGE MOTION 汽油机的燃烧 进气涡流 (Inlet swirl) 进气速度分布 3、可调进气涡流 (VARIABLE INLET SWIRL) 螺旋气道＋直气道(切向气道) 直气道内安装涡流控制阀(SCV)控制直气道的进气量 螺旋气道进气量的改变缸内进气涡流强度 发动机在中低负荷工况下，减少直气道的进气量，提高缸内涡流强度，可以改善燃烧，提高动力性和经济性。 在高速高负荷时，涡流控制阀全开，增加空气的吸入量，提高发动机的高速性能。 稳流气道试验台 挤流（Squish） 滚流 (Tumble) 滚流的可视化模拟 湍流 (Turbulence) * 挤流 Squish 滚流 Tumble 湍流 Turbulence 涡流 Swirl CHARGE MOTION IN IC ENGINES 主要学习内容 预混可燃混合气 火花点燃 火焰传播 柴油机的燃烧 空气 燃油缸内直喷 压燃 预混＋扩散燃烧 湍流促进燃烧 涡流促进混合和燃烧 一、产生方法 在进气过程中形成的绕气缸轴线有组织的气流运动。 导气屏 切向气道 螺旋气道 二、进气涡流的形成机理(Inlet swirl mechanism) 1、螺旋气道（Helical port） 进气在流过气道螺旋腔后拥有绕气门中心线的角动量矩。 进入气缸的出口速度场相当于在均匀径向速度分布的基础上，增加一个切向速度场。 进入气缸扩散为绕气缸中心的动量矩。 能形成不同强度的进气涡流。 2、切向气道（Tangent port） 呈渐缩状气道，进气流动速度因流通截面积逐渐减小而增加。 高速气流被切向引导进入气缸后，气流速度场不均，相当于在均匀速度分布的基础上，增加一个沿切向气道方向的速度场。 切向气流在缸套壁面的导向作用下，形成绕气缸中心的进气涡流。 切向气道结构简单，一般只能形成较低的进气涡流。 1—直气道 2—螺旋气道 3—SCV 4—排气道 4 三、气道的评定方法 (Inlet Swirl Measurement) 气道的评价指标： 流动阻力 涡流强度 ：流量系数 ：实际空气流量 ：总气门座内截面面积 ：理论进气速度 ：叶片旋转角速度 ：发动机旋转角速度 ：涡流比 ：进气道压降 压缩行程后期，部分活塞顶面和气缸盖相互靠近挤压所产生的径向或横向的气流运动。 当活塞下行时，燃烧室中的气体向外流到环形空间，产生逆挤流。 进气过程中形成的绕气缸轴线的垂线旋转的有组织的空气旋流叫滚流，又叫斜轴涡流(Inclined axial swirl) 在燃烧室壁面的作用下，进气形成滚流。 在压缩行程后期滚流破碎成小尺度涡流，即湍流，能够促进汽油机的火焰传播和燃烧速度的增加。 滚流的形成与破碎 a)进气过程 b) 压缩过程 c) 压缩终了 内燃机气缸中的气体流动是无规则的非定常运动，气体内部及其与固体表面相互作用，使涡不断产生、发展、分裂和消失，成为湍流运动。 湍流特征参数： 平均湍流速度 湍流强度 平均速度 瞬时速度 *