小排量汽油机进气系统气体波动研究.pdf

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1、第1期内燃机No．12012年2月InternalCombustionEnginesFeb．2012摘要：介绍进气歧管内气体波动基本过程，探讨利用歧管内气体波动效应提高发动机进气量的方法，利用试验方法进行验证。关键词：进气系统；气体波动；歧管长度中图分类号：TK411文献标识码：A文章编号：1000—6494(2012)01—0034—02AnalysisofIntakeSystemGasWaveEfectforSmallDisplacementEngineLIYanLIGao-jian(SAIC—GM—WulingAutomobileCo．，Lt

2、d．，Liuzhou545007，China)Abstract：Thispaperintroducedthebasictheoryofthegaswaveefectintheintakemanifold，researchedthemethodofvolumetriceficiencyimprovementbygaswaveeffect，andvalidatedtheconclusionScorrectnessontest-bed．Keywords：intakesystem；gaswaveeffect；lengthofmanifold内燃机的进气过程

3、中，气体在进气管道中随达开口端时，气流突然冲出管外，在管口处会形成着压力变化而流动，而进气门的开启关闭，则使气一定真空作用，此时产生的反射波为膨胀波；当入体流动形成不同类型的压力波一一压缩波和膨胀射波为膨胀波抵达开口端时，外界气流向管内冲入波。当这种压力波，在管中传播抵达管道的边界一股气流，则此时产生的反射波为压缩波。时，就会在边界处反射回来一个压力波。不同的入射波和不同的边界条件，会形成不同的反射波。常2进气歧管内的气体波动效应见的边界状况有封闭端、开口端、运动壁等基本类由于进气门的时开时关，使得进气管内气体型。发动机进气歧管中的气体波动主要由封

4、闭端和的流动处于波动状态。当进气门开启时，进气门附开口端边界组成。近会产生一定的真空度，将产生一个反射膨胀波，向进气歧管人口端传播，到了人口端这个膨胀波反1封闭端和开口端的气体反射波射回行形成压缩波向进气门处传播(负反射)，如内燃机进气过程中，气体在封闭端和开口端果进气门仍处于开启状态，则该压缩波会使进气压的气体反射波可根据反射波与入射波的性质是否相力和充气效率提高，这一现象可用于提高发动机性同，定性地分为正反射与负反射两种。能。入射波与反射波的合成见图1。正反射：气体在管道中流动，当抵达封闭端边反射波到达进气门处所用的时间为：界时，其流速一定等于

5、零，则只有此点的入射波与反t~=2L／a(1)射波的速度大小相等、方向相反时，才能满足封闭端式中，为进气歧管长度，a为当地声速。边界流速等于零的条件。因此，反射波与入射波必定进气门开启的有效持续期：是同一种压力波，即入射波为压缩波，反射波也为压f2：×_j一：旦(2)‘一360n／60—6n二缩波；入射波为膨胀波，反射波也为膨胀波。式中，为进气门有效开启角，n为发动机转速。负反射：当开口端的外面是大气，或者压力为了利用反射波能量提高发动机进气量，必相对恒定的稳压腔，当气体压力波抵达开口端边界须使t<，并且同时要使tlk=f2(k为正整数)，时，它一

6、面向管外传出，一面又受到外界压力的影由此可得：响，向管内传回一个反射波。当入射波为压缩波抵2Lk=(3)百即：=(4)作者简介：李岩(1981一)，男，辽宁铁岭人，工程只要进气歧管长度满足上述公式(4)，波动师，主要从事发动机标定方面的工作。收稿日期：2011—08—30效应的作用即可在进气过程中得到应用。第1期李岩等：小排量汽油机进气系统气体波动研究现阶段B12FWDMCE发动机进气歧管为双气道可变进气歧管，长管长度为635mm，短管长度为300mm。可见，此结果与B12FWDMCE发动机现阶段的进气歧管长度基本吻合。在此歧管长度大气压下，基本可

7、以达到利用进气波动效应来增大发动机进气量的目的。在应用阶段B12FWDMCE可变进气歧管之前，BI2FWD老歧管的歧管长度为445mm，根据上述歧管长度计算公式进行反推，其进气波动效应图1入射波与反射波的合成最佳效果的发动机转速为5000r／rain左右。下面，在同一台发动机上，分别对老歧管与新3进气歧管气体波动效应利用的试验验证歧管在各转速相应的最佳进排气相位下的进气量进以配备了可变进气歧管的SGMWB12FWDMCE行测量，通过对老歧管与新歧管的进气量数据进行发动机为例，其进气门有效开启角为234~，进气对比，来验证一下上述歧管长度计算公式(4

8、)的温度25℃时声速为346m／s，考虑到歧管布置等问正确性。新老进气歧管进气量对比见表1。题，长管正整数k值取3，短管正