|
成果名称：内燃机气道稳流试验评价方法的研究与应用
申请单位：天津大学
成果编号：鉴字[教 SW2005 ]第030号
鉴定日期：2005年6月22日
学 科：工程热物理
成果简介：(1000字以内，可公开部分)
内燃机进气道的流动阻力大小和产生进气涡流的强度是影响发动机燃烧和性能的重要指标，直接决定燃油经济性、排放特性等各种发动机性能。但在实际运转的发动机气道内的气流运动随活塞和气门的运动而周期性变化，很难对其进行测量和评价。
气道稳流试验方法将进气道和气缸内的不稳定气流运动在气道模拟实验台上进行稳态流动模拟试验，测量进气涡流强度和气道阻力，以此来评价气道性能的优劣，并作为确定气道的结构和尺寸的依据。但如何才能把稳流试验的结果与实际发动机运转中的非稳态流动很好的对应起来，这就需要确定模拟试验条件和选择合适的评价参数。由于问题的复杂性，迄今为止仍然没有一个统一的标准。目前国内外通常使用英国Ricardo、奥地利AVL、德国FEV或美国西南研究院SwRI方法进行气道性能的评价。
十年来，在国家“八五”攀登计划、国家自然科学基金、国家自然科学基金重点项目以及多项企业委托项目的资助下，本课题组致力于内燃机内气道的设计、研究、试验及评价方法的探讨。经过理论研究、实验验证以及工业应用，建立了评价气体流动性能的稳流试验台和实验方法，并把这一成果应用到内燃机气道稳流试验和检测中。
该项研究提出了新型的气道稳流试验综合评价方法（简称为SKLE方法），在国际上首次提出在稳流试验台上评价滚流强度的评价方法，考虑发动机压缩比ε和发动机容积效率ηV以及活塞位置（曲轴转角f）对缸内滚（涡）流比产生的影响。并在两种机型上用激光多普勒测速仪（LDA）试验测量中得到验证。该方法可以更精确地预测内燃机缸内的涡流和滚流强度。
同时针对工业企业的需要，对国际著名的气道稳流评价方法进行了重大改进和发展，提出了可变压差的试验方法。该方法的应用可使气道稳流试验效率提高10倍，使试验台在生产流水线上对内燃机气道性能的快速、准确检测成为可能。在试验方法中首次考虑了气体的可压缩性，提高了测试精度。
相应地研制开发出一系列气道稳流试验台，该系列试验台不仅可用在实验室进行发动机进、排气道的开发，研制及试验；而且也可用在缸盖生产现场检测和评价成品缸盖的气道性能；同时还可测量进气管和滤清器的流量特性。
近10年来，气道试验台在各大发动机生产企业、研究所、高校得到了广泛的应用，为社会创造了巨大的经济效益和社会效益。其中直接经济效益约2亿元，其已成为众多企业、研究所不可或缺的关键设备。
本项目共申请国家专利3项，发表相关研究文章50余篇，研究成果得到国内知名内燃机专家的充分肯定。该研究成果是项目组长期基础研究和应用研究的积累，在理论创新和关键技术上有突破，并得到了良好的工程应用。
| 
