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點(diǎn)火式直噴發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況關(guān)閉進(jìn)氣門對(duì)分層充氣燃燒的影響

為了解4氣門壁面引導(dǎo)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)通過關(guān)閉2個(gè)進(jìn)氣門中的1個(gè)來增強(qiáng)缸內(nèi)充氣運(yùn)動(dòng)及改善其燃燒性能情況，進(jìn)行了綜合的試驗(yàn)與分析。將1個(gè)處于完全暖機(jī)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在低速、輕載條件下，燃油從壓力渦旋噴油器中噴出。壓縮沖程期間，點(diǎn)火時(shí)刻產(chǎn)生分層的燃油噴霧圍繞在火花塞附近。穩(wěn)態(tài)流工作臺(tái)的測量及流體動(dòng)力學(xué)的計(jì)算表明，關(guān)閉其中1個(gè)進(jìn)氣門對(duì)缸內(nèi)渦旋密度的增加比2個(gè)進(jìn)氣門同時(shí)打開好。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力測量表明，增加充氣運(yùn)動(dòng)可以提高燃燒穩(wěn)定性、增加燃燒效率、降低燃油消耗。

增強(qiáng)充氣運(yùn)動(dòng)的方法是通過使氣門機(jī)構(gòu)的挺桿失活而關(guān)閉其中1個(gè)進(jìn)氣門。進(jìn)氣流直接通過1個(gè)進(jìn)氣門，在缸內(nèi)產(chǎn)生較強(qiáng)的充氣運(yùn)動(dòng)動(dòng)量。在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，可利用穩(wěn)態(tài)流動(dòng)鉆機(jī)設(shè)備測量產(chǎn)生的旋流和滾流強(qiáng)度。隨著1個(gè)進(jìn)氣門的關(guān)閉，渦流指數(shù)系統(tǒng)地增加，同時(shí)在進(jìn)氣口處的急轉(zhuǎn)角也導(dǎo)致滾流指數(shù)隨1個(gè)進(jìn)氣門的關(guān)閉而增加。

從計(jì)算流體力學(xué)模型、噴射子模型、燃燒模型、噴射特性等多個(gè)方面進(jìn)行了試驗(yàn)與分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，通過關(guān)閉進(jìn)氣門增強(qiáng)充氣運(yùn)動(dòng)可以提高燃燒的魯棒性、較高的稀釋性及較低的循環(huán)變異，能夠提高2%的燃燒效率，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

編譯：白鴿