可变涡流对直喷汽油机进气流动和油气混合特性影响的数值模拟

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2013年(第35卷)第8期AutomotiveEngineering2013(Vo1．35)No．82013127可变涡流对直喷汽油机进气流动和油气混合特性影响的数值模拟尹丛勃，张振东，郭辉，程强(1．上海理工大学机械学院，上海200093；2．上海工程技术大学汽车工程学院，上海201620)[摘要]为一台带可变涡流进气道的缸内直喷汽油机建立了三维数值模型，对其在2000和5500r／min全负荷工况和涡流调节阀开启与关闭不同状态下的进气、喷雾和混合气形成过程进行数值模拟。结果表明：通过涡流调节阀开

2、启和关闭可以改变进气门周围进气流动速度分布，进而调节缸内滚流强度。在低转速时，涡流阀关闭使缸内滚流强度明显提高，达涡流阀开启时的4—6倍；关闭涡流阀产生的大滚流强度加快了缸内燃油雾化速度，有助于在点火时刻形成浓度均匀一致的混合气。但在高转速时，关闭涡流阀使进气道流通能力受到抑制，缸内进气质量仅为涡流阀开启时的2／3，且过大的湍动能也不利于稳定燃烧。关键词：直喷汽油机；可变涡流进气道；油气混合；滚流；数值模拟NumericalSimulationontheEffectsofVariableSwirlontheIntakeFl0wandFuel—a

3、irMixingCharacteristicsinaGasolineDirectInjectionEngineYinCongbo，ZhangZhendong，GuoHui，&ChengQiang1．CollegeofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai2000932．CollegeofAutomobileEngineering，ShanghaiUniveni~ofEngineeringScience，Shanghai201620[Ab

4、stract]A3Dnumericalmodelforanin-cylinderdirectinjectiongasolineenginewithvariableswirlin-takeportisestablishedandanumericalsimulationonitsinduction，sprayandmixtureformingprocessesunderaconditionoffullloadat2000r／minand5500r／minrotatingspeedswithswirlcontrolvalve(SCV)openandc

5、losestates．TheresultsshowthatswitchingtheopenandclosestateofSCVcanchangethedistributionofinductionflowvelocityaroundintakevalveandhencecontrolthetumbleintensityincylinder．Atlowrotatingspeed，closingSCVwillmarkedlyincreasethetumbleintensityupto4～6timesashighasthatwithSCVopened

6、，andthehigherrum—bleintensitycausedbyclosingSCVwillacceleratetheatomizingspeedoffuelincylinder，beingconducivetotheformingofmixturewithuniformconcentration．Butathighspeed，closingSCVwillrestraintheflowpassingthroughintakeportwithamassofchargeincylinderreducestoonlytwothirdofth

7、atwithSCVopened，andtoolargeatur-bulentkineticenergyisalsodetrimentaltostablecombustion．Keywords：GDIengine；variableswirlinductionport；fuel-airmixing；tumble；numericalsimulation产生较强的进气流动，使缸内形成大尺度的涡流和日IJ舌滚流，可扩大稀燃极限，有利于火焰的快速传播，改善发动机的燃烧。国外科研人员开发了各种可变进直喷汽油机缸内的气流运动对混合气雾化和燃气系统，有的通过改变

8、缸内涡流和滚流的比例，使发烧过程有着重要的作用，从而影响发动机的性能和动机动力性和经济性得到改善；有的则通过关排放水平]。可变涡流直喷汽油机利用气道和