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可变滚流对GDI发动机低速工况喷雾和燃烧影响的试验被引量：5: 2015年; 在可视化缸内直喷(GDI)汽油机台架上,通过进气道入口处翻板和进气道内挡板改变缸内滚流比,使用粒子图像测速技术(PIV)研究了可变滚流对低速条件下喷雾过程的影响,得到喷雾油束的速度场及其对应的剪切应变率和涡量场;进一步通过台架试验,研究可变滚流对燃烧和排放特性的影响.结果表明:翻板和挡板的组合可使缸内较早地形成高强度滚流,滚流比相对于原始状态提高近2倍;高滚流使剪切应变率最大值提高到2,400,s-1,增强了油束内部的剪切作用,涡量最大值也增加到6,000,s-1左右,油束卷吸作用增强,油滴与空气接触面积增大,动量交换加剧,使得喷雾角加大、贯穿距缩短,燃油液滴破碎加剧、蒸发加快,增强缸内油气混合,燃烧放热率增加,燃油消耗率得到改善;高滚流下的CO排放降低,相比低滚流下最大降低32.5%,;但HC和NOx排放增加,相对于低滚流比最大增加54%,和91%,.; 张喜岗王天友李卫张志进; 关键词：缸内直喷汽油机低速喷雾燃烧

可变滚流对缸内流动循环变动影响的试验研究被引量：1: 2016年; 利用PIV技术在一台基于直喷汽油机(gasoline direct injection,GDI)改造的光学发动机上测量了缸内滚流运动,通过进气道入口处翻板和进气道内挡板改变缸内滚流比,并利用本征正交分解(POD)方法将流场分解为平均流场、拟序流场、过渡流场和湍流流场,分析滚流运动对气流循环变动的影响。试验结果表明:翻板和挡板的组合能有效改变流场结构,使GDI汽油机缸内形成大尺度的单一滚流,滚流比提高近三倍。通过本征正交分解分析发现,拟序流场中拟序结构涡团的变动是缸内气流循环变动的主要来源。大尺度强滚流使平均流场占能比例大幅提升达30%,减少了能量向拟序流场的传递,使拟序流场循环变动降低近50%,从而抑制了缸内气流运动整体的循环变动。; 张宪会王天友刘大明李卫赵鹏; 关键词：内燃机直喷汽油机滚流本征正交分解

采用3D-PIV技术测量汽油机的滚流强度被引量：3: 2017年; 自主搭建了三维粒子图像测速(3D-PIV)系统,在内燃机气道稳流试验台上测试气道流动特性.首先通过直管道流动试验以及2D-PIV试验验证了该3D-PIV系统测试结果的可靠性,随后测量了稳态试验条件下缸内流场形态,进而分析了气道的滚流强度,并与在气道稳流试验台上测得的滚流强度进行了对比.此外,研究了不同翻板位置对气道滚流强度的影响,结果表明:在气道稳流试验台上测得的滚流强度随气门升程增加呈逐渐上升趋势,而由3DPIV测得的滚流强度呈现非单调变化的特点,且在数值上高于气道试验台测量结果.使用3D-PIV可以更准确地测量滚流强度,有效地避免模拟缸套带来的摩擦损失.关闭翻板可以显著增大滚流强度,尤其在气门升程超过5,mm之后.; 李君峰王天友李卫王玉春鲁祯; 关键词：汽油机滚流稳流试验

基于三维粒子图像测速技术的滚流运动研究被引量：1: 2021年; 借助自主搭建的三维粒子图像测速系统对4气门汽油机缸盖进行了稳流条件下缸内流场测量,得到缸内不同测量截面处流场的三维速度分布,对不同气门升程下缸内流场结构进行了分析,并基于离面速度分布对滚流比进行了计算.研究发现:缸内滚流流场在垂直于气缸轴线的测量平面内主要体现为位于进/排气门侧的进气射流;较高的气道压差可以保证流场结构充分发展,使流场结构趋于稳定,滚流比计算结果准确性提高;测量截面处流场离面速度分布直接影响滚流比计算结果,过小的可视区域无法将典型的流场结构(如靠近壁面的射流结构和局部涡团结构)包括在测量范围内,导致滚流比计算结果产生偏差.测量截面的位置直接影响流场离面速度的测量结果,测量截面太靠近缸盖底平面,缸内流动得不到充分发展,反之典型流场结构因衰减而不再明显,最终影响滚流比的计算结果.; 李卫李卫刘大明鲁祯鲁祯王天友; 关键词：汽油机滚流比稳流试验

可变滚流GDI发动机气流循环变动的大涡模拟被引量：2: 2014年; 对一台可变滚流比直喷汽油机(GDI)缸内冷态湍流流场采用大涡模拟方法进行了多周期数值模拟,并通过PIV结果进行试验验证.在此基础上,引入了本征正交分解(POD)方法,基于相关系数(RI)将瞬时流场分解为平均流场、拟序流场及湍流流场,并对不同滚流强度下各分流场的循环变动特性进行了研究.结果表明:滚流翻板关闭将显著提高缸内滚流强度;提升转速及滚流比会使缸内气体质量明显增加,同时使缸内充量循环变动显著降低;流场分解所获得的分流场可分别反映流场不同尺度流动的特性.各分流场所占能比例不同,且随曲轴转角变化,反映出各流场之间能量的相互传递,其中平均流场占能比最高,在70%以上.POD分解所得到的各分流场的时间系数均方差能够量化其循环变动,拟序流场的循环变动要远远大于其他分流场的循环变动,提升发动机转速使循环变动略有降低,但增大滚流比能够明显降低循环变动.; 李卫王天友刘大明赵鹏张宪会; 关键词：缸内直喷汽油机本征正交分解

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李卫