气道相关知识

1、0 广西玉柴机器股份有限公司技术中心广西玉柴机器股份有限公司技术中心 王天友王天友 1 2 3 4 5 6 螺旋进气道 直喷柴油机燃烧系 统的关键部件 对直喷柴油机的功 率输出，燃油经济性 ，排烟以及排放等都 有巨大影响，因为它 影响着空气和燃油的 混合过程和燃烧过程 。 7 涡流比一定：与燃烧系统、燃烧室、喷 油达到匹配：实现高功率、低烟度、低油耗 流量系数足够高：保证有足够高的充量 8 螺旋进气道的型式螺旋进气道的型式 陡坡型螺旋气道 缓坡型螺旋气道 9 形状复杂; 气道表面和尺寸不能机械加工 需精心设计 开发一个成功的螺旋进气道需要大量的试 验研究工作和丰富的经验 咨询国外研究机构须化重

2、金 螺旋进气道的特点螺旋进气道的特点 10 11 12 13 螺旋进气道的关键形状螺旋进气道的关键形状 喉口 凸台 陡坡段 缓坡段 气 道 入 口 螺旋部分 呈蜗牛壳形 状 b a 敏感区 c 14 15 16 17 18 19 20 21 核心部分：流量计、动量计、气门升程 22 23 24 应严格控制气门升程的起点应严格控制气门升程的起点 25 26 流量系数 Cf为不同气门升程下气流通过进气道的能力 CF=Q/(nAV0) 式中: Q -通过进气道的空气量; A 进气阀座内孔的面积； n -进气阀的数目； V0 速度头, P 进气道前后压差。 P V 2 0 27 无量纲涡流强度 NR不

3、同气门升程下的涡流强度; NR=RB/ V0 R 是叶片转速, B是气缸直径; 可以推导出来： 式中: 1 和2 分别为气门开启和关闭时的曲轴角度; S 是活塞行程; D 是进气阀座内径. 因而可以推导出来 2 2 1 2 1 dC dNC LR F RF DS2 Dn SB LD , 2 1 12 1 dCC FFm 28 K为流量系数： K=AS/AK, 式中: AS -进气道的有效面积 AS=Q/V0, V0速度头 AK 气缸的横截面积 ， AK=B2/4. 可以看出，K 是进气道的有效流通面积与气缸 面积的比值 29 30 31 32 33 34 气道流动性能生产一致 性分析研究 35

4、 36 1. 标准气道 螺旋 部分 通道, 入口端 2. 倾斜1 3. 偏心 4. 倾斜2 37 沙芯制作和铸造过程：倾斜, 胀大 机械加工：偏心，倾斜 气道产生的形状偏差原因 38 用一些机构来模拟不同的偏差 在稳流试验台上检测气道的流动性能 证实这些误差和偏差是如何影响气道的流动 特性的 这些误差和偏差能影响气道的流动特性到何 种程度 寻求改进产品制造精度的方法，确保获得良 好的发动机性能 本研究之目的 入口端 左 右 斜率 1:50 出口端 定位孔 气道入 口端 出口端 1 2 3 4 5 6 7 8 图1 倾斜进气道 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 定位孔 出口端

5、 入口端 左 右 图2 偏心进气道 方位 P.1 P.10 P.7 P.4 图3 胀大气道示意图 气道芯盒上半部分 气道分型面，充填不同厚度纸张 气道芯盒下半部分 a b 图4 缸盖气道位置尺寸示意图 图6 标准气道性能曲线 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 large small CF 24681012 0.0 0.2 0.4 0.6 Nr Valve Lift(mm) 大气门 小气门 气门升程 （mm） 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 large small k 24681012 0.5 1.0 1.5 2.0 Cu/Ca Valve Lift(mm) 大

6、气门 小气门 气门升程 （mm） 0.32 0.33 0.34 0.35 Standard port CFm 12345678 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Rs Position倾斜方位 0.075 0.080 0.085 0.090 0.095 Standard port 12345678 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 Cu/Ca Position倾斜方位 图7 倾斜气道性能曲线 标准气道 标准气道 无量纲涡流强度，Nr 测得涡流强度 切向分量 螺旋分量 气缸和气门中心连线与基准线之间的夹角 转动气缸的试验结果 气缸绕气门转动， 自基准线开始 偏心方位 图8 偏心气道性

7、能曲线 0.070 0.075 0.080 0.085 0.090 0.095 Standard port k 123456789 10 11 12 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 Eccentric position Cu/Ca 0.28 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 Standard port CFm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Rs Eccentric Position 偏心方位偏心方位 标准气道 标准气道 图9 胀大气道性能曲线 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 St

8、andard port CFm 0.00.51.01.52.02.5 1.5 1.6 1.7 1.8 Rs Swelling thickness gaps(mm) 胀大缝隙厚度（mm） 0.080 0.082 0.084 0.086 0.088 0.090 Standard port k 0.00.51.01.52.02.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 Cu/Ca Swelling thickness gap(mm)胀大缝隙厚度（mm） 标准气道 标准气道 图10 兼有倾斜和胀大的气道性能曲线 0.32 0.33 0.34 0.35 Standard port CFm 123456

9、78 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Rs Position 倾斜方位 0.082 0.084 0.086 0.088 0.090 Standard port 12345678 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Cu/Ca Position 倾斜方位 标准气道 标准气道 0.070 0.075 0.080 0.085 0.090 0.095 gap 1mm gap 2mm k 3456789101112 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Cu/Ca Eccentric position 0.28 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 gap 1mm gap 2mm CFm 345678910 11 12 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 R