斜軸渦流

缸內氣體斜軸渦流運動是指旋轉軸線與氣缸軸線之間、夾角在0°～ 90°之間的巨觀旋流運動,其具有渦流和滾流兩種運動成分,所以它對發動機燃燒過程和性能的影響既不同於渦流運動,也不同於滾流運動,而是兩種運動對發動機燃燒過程和性能影響的綜合。

基本介紹

• 中文名：斜軸渦流
• 領域：汽車

斜軸渦流簡介

斜軸渦流是一種缸內氣流運動，它是在渦流和滾流的共同作用下形成的。氣流運動的中心不與氣缸中心線平行。

研究歷程

在實際發動機中，氣缸在進氣過程中形成的氣流運動不是單純的渦流或滾流，而是兩種氣流運動的共同作用，Kent 等最早提出斜軸渦流的概念，20 世紀 90 年代初，Furuno 等利用外置式測量方案對一款四氣門發動機進行了斜軸渦流的研究; 劉瑞林基於渦流與滾流不同剛體的假設，利用角動量合成理論推導出一個計算斜軸渦流特徵參數的公式，並利用可變斜軸渦流系統，分析了不同斜軸渦流強度對發動機性能的影響，得出斜軸渦流對發動機燃燒過程有直接影響的結論。斜軸渦流的強度在一定程度上決定了發動機的性能好壞。

對性能的影響

在多氣門發動機中可以通過改變斜軸渦流的傾角來最佳化氣體流動,改善發動機的性能。所以,只要斜軸渦流運動的一些參數合理匹配,它是可以用來改善整個燃燒過程的,從而更好地提高發動機的工作性能。

（1）斜軸渦流對指示熱效率的影響

渦流比增大時,缸內氣流運動加強,火焰傳播速度提高,散熱和漏氣損失減小,因而此時的指示熱效率最大,當斜軸渦流運動較強時，可以提高發動機的最高燃燒壓力和最大壓力升高率，縮短滯燃期，減小了燃燒所占的曲軸轉角，因而此時的指示熱效率增大。

(2)斜軸渦流對平均指示壓力的影響

當內燃機轉速較低時，由於渦流運動能夠在點火時刻產生更加穩定的流場，使火焰中心在切向方向形成對流運動，而且由於增加了切應力缸內形成了小尺度、高強度的紊流，加快了燃燒速率，因而此時的平均指示壓力最大，這表明渦流運動可以提高低轉速時的缸內平均指示壓力。