内燃机气道性能的评价方法

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1、万方数据第2期(总第126期)2007年5月现代车用动力MODERNVEHlCI正POWERNo．2(serialNo．126)May．2007文章编号：167l一5446(2007)02—0007—06内燃机气道性能的评价方法+夏兴兰，陈大陆，王胜利(无锡油泵油嘴研究所，江苏无锡214063)摘要：详细讨论了内燃机气道流动特性的定义、测量技术和评价方法。分析了Ricardo方法与AVL，FEV方法所定义的涡流比和流量系数间的关系，对叶片风速仪和涡流动量计测量所得涡流比进行了比较，并介绍了评判气道综合性能优劣的方法。关键词：内燃机；进气道；流量系数；涡流比中图分类号：

2、TK413文献标识码：AEvaluati仰MethodstoPerfo珈嗡nceofIntakePortinIntemalComb吣tionEngineXIAXing-lan；CHENDa-lu；WANGSheng—li(WuxiFuelInjectionEqIlipm锄tResearchInstitute，W似i214063，China)A蜘ct：Thed娟nition，me鹊urem∞ttechnique蚰devaluati∞methodstonowingpe舶肋硼ceofintaI【eportinintemalcom-bIlsti∞en舀nearedi∞usse

3、dindetail．The陀lationbetwe朗州d眦io蚰dnowcoe佑cierItinRicardoandAVLmethod，彤cardo粕dFEVmethodis明alyzed．’11leswirlmtiosme鹊uredf而mthepaddlev蛐e曲dswidto即Jemeterarecompa肥d．Themethodstojudgepe而瑚丑Ilceofintal【eportarepresented．Keywords：intemalc锄bustionengine；intakeport；nowcoemcient；swidmtio己l吉丁I仁j在内燃机中

4、，进气过程进入气缸的空气量和气体的速度分布及其涡流(或滚流)和湍流状况等对燃烧过程有着显著的影响，从而对内燃机的经济性、动力性、排放指标、燃烧噪音和怠速稳定性等产生重要的影响。中小型高速直喷式柴油机常利用螺旋进气道来产生适当的进气涡流，而在汽油机中则利用进气道与燃烧室的配合来产生适当的滚流，以促进燃料与空气的混合，从而改善燃烧。1气道流动特性的定义进气道流动特性一般指流通能力和产生涡流(或滚流)的能力。目前，评价气道流通特性的方法大部分仍采用在稳流试验台上测得的流量系数和涡流比。在稳流试验台上测量进气道涡流的方法有叶片风速仪法和涡流动量矩法，测量气道流通能力一般用标准

5、流量计测量。为了便于对不同形状和尺寸的气道流动性能进行比较，用无量纲流量系数评价不同气门升程下气道的流通能力，用无量纲涡流比来评价不同气门升程下气道形成缸内涡流的能力，用加权平均流量系数和加权平均涡流比来评价气道总的流通能力和涡流能力。世界上几家著名的内燃机咨询公司(如Ricardo，AVL，FEV等)分别定义了各自的评价参数。1．1Ricardo方法为了定义涡流比和流量系数，Rieardo作了如下假定：·收稿日期：2006—12一18作者简介：夏兴兰(1963一)，男，江西万安人，博士，高工，主要从事发动机的进排气系统设计、工作过程模拟计算、喷雾燃烧过程和冷却润滑过

6、程的CFD模拟计算等工作。万方数据万方数据2007年第2期夏兴兰。等：内燃机气道性能的评价方法9速度比：毒：訾：訾：李：枣㈩u。一堂一堂一堂一2s“”71．3FEV方法假定进气过程为可压缩绝热过程，采用a。(流过气门座节流处有效流通截面积与活塞顶面面积之比)和生(叶片旋转中心的切向速度与气缸中心轴向速度之比)来评价气道的流通能力和涡流强度。各气门升程下的流量系数a。为：A。毗2石式中：A。为气门座处的有效流通截面积；Ak为活塞顶面面积。小彘各气门升程下的涡流比生为：U●M‘21rnD／60·RFL叮rnDRF【pAkQ／(pA。)拳：挚30pS～式中：RrL为叶片旋转

7、中心半径，尺FL=0．73耽FEV采用发动机在90％最大气门升程时所对应的吼和}作为气道的平均流通系数和平均涡流强度，以此来评价迸气道的流通能力和涡流强度。1．4西南研究院(sw砌)方法美国西南研究院利用自己的一套方法对气道性能进行评价。假定气体流经气道为可逆绝热流动，则：p矿=constant式中：y为气体容积；．j}为绝热指数。对理想气体状态方程式进行微分得：黔=一等(5)dyyP7将对容积微分换成对曲轴转角p微分得：毒=雾g=一等鬈c6，d妒一d矿d妒一yd9L”，而容积的变化又有活塞运动和气门运动引起的答积变化。鬈=鬈lpi。+嚣h。(7)d