四气门汽油机气流运动及其对混合气形成影响的研究

摘要

该文从这两个要素入手,深入研究了四气门汽油机缸内流场和二次喷油参数对混合气形成的影响过程.作者选取意大利FOX350单缸四气门汽油机作为实验样机,将其改造成具有加长活塞和缸体的光学发动机,在改造好的光学样机上,利用LDA测量技术对缸内气流运动进行了分析研究,并根据其单点测量的特点,计算得到了缸内流场的平均速度和湍流强度.进一步对该光学发动机进行了更为先进的PIV测量,通过对发动机缸内二维速度场的测量,详细研究了单气门工作时涡流、双气门工作时滚流的形成 、发展和演变过程 ,对四气门汽油机缸内流动特性有了清晰的了解.随后根据对四气门汽油机缸内流场研究的结果,提出了理想状况下二次喷油实现混合气准均质分布的过程,探讨了影响准均质混合气的若干因素.建立了由二次喷油和滚流比预测准均质混合气分布的模型.为了验证该预测模型,在丰田8A汽油机上进行的性能实验着重研究了二次喷油对稀燃极限和发动机性能及排放的影响.实验结果证明,预测模型具有较高的实用性.该文重点研究了四气门汽油机的缸内流场和准均质混合气的形成过程,研究结果对于通过组织燃烧过程来改善四气门汽油机的性能和排放有一定的指导意义.

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文摘

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第一章绪论

1.1概述

1.2车用汽油机稀混合气燃烧技术

1.3汽油机缸内气流运动对实现分层稀薄燃烧的影响

1.4内燃机缸内流动特性的研究方法

1.5本课题的提出及主要研究内容

第二章缸内流场的研究方案及实验系统的建立

2.1概述

2.2汽油机缸内流动特性的研究方案

2.3试验样机的选择和改装

2.4示踪粒子的选择和粒子添加装置的设计

2.3 LDA和PIV实验系统的建立

第三章四气门汽油机缸内流动过程的研究与分析

3.1 LDA对四气门汽油机缸内流场的测量

3.1.1LDA试验的数据处理方法—集总平均法

3.1.2双进气门工作时缸内流动的LDA试验研究

3.1.3单进气门工作时缸内流场的变化

3.2四气门汽油机缸内流场的PIV试验研究

3.3 PI V图形图像处理方法

3.3.1PIV图像处理中需要注意的几个问题

3.3.2PIV图像处理的自相关方法

3.4四气门汽油机缸内流动特性的研究

3.5稳流实验台对四气门汽油机进气道流动特性的评价

第四章四气门汽油机准均质混合气形成及其对燃烧过程影响的实验研究

4.1准均质混合气的形成过程

4.2滚流运动形成准均质混合气的物理描述

4.3二次喷油实现准均质稀薄燃烧的实验研究

4.4小结

第五章工作总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢