5. FLOW IN THE CYLINDER University of Thessaly（5。）.pdfVIP

5. FLOW IN THE CYLINDER by John L. Lumley, Cornell University (excerpt from his book: Engines – an introduction. Cambridge University Press, 1999) INTRODUCTION The gas flow in the cylinder has a profound influence on the performance of the engine,  whether intended or not. In the early days of the automobile, it was seldom intended,  because relatively little was understood about turbulence, the primary player in this  drama. Engines were designed largely by empiricism; from time to time a particularly  successful design emerged, and its characteristics (to the extent that their relevance was  recognized) were preserved in subsequent engines.  There are a couple of notable exceptions to this: In the first, between 1903 and 1907 H.  R. Ricardo [45] (the father of the octane number), working at Cambridge University with  Professor  Bertram  Hopkinson,  did  pioneering  work  on  the  effect  of  turbulence  on  combustion and heat transfer in the IC engine, particularly on the effect of the increased  effective flame speed on knock, and on the possibility of stratified charge, among other  things. This led, during the First World War, to great improvements in the design of tank  engines  (giving  short  flame  travel  and  high  turbulence  levels,  permitting  higher  compression ratios without knock), and after the war led to design modifications of the  flat‐head, or side‐valve engine, which resulted in the same performance as the overhead  valve engine, and which were generally adopted, and resulted in patents.  The other notable exception involved measurements made of the swirl and tumble  produced by various inlet configurations, and the effect of the swirl and tumble on  combustion [63], [86]. The flow measurements were made using high speed photography  of goose down  (!) in a glass cylinder. The combustion measurements used schlieren  techniques. The authors determined the major mean flow and turbulent characteristics of  swi