天津大学内燃机气道试验台简介天津内燃机燃烧学国家重点实验室2009年4月内燃机缸内气体流动是影响内燃机燃烧性能的决定性因素，直接决定其动力、经济及排放特性。缸内空气运动重要性缸内空气运动重要性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。内燃机缸内空气运动的主要形式直喷柴油机缸内空气运动–涡流，立轴涡流，主要运动–挤流–湍流汽油机缸内空气运动–滚流，横轴涡流；–涡流涡流挤压流：活塞接近上止点时，空气被挤入活塞头部的燃烧室内湍流：壁面生成旋涡拉伸火焰涡流挤压流：活塞接近上止点时，空气被挤入活塞头部的燃烧室内湍流：壁面生成旋涡拉伸火焰用叶片风速仪的方法测量涡流或滚流（FEV）a)涡流测量b)滚流测量研究方法、技术缸内流动过程的微观研究—湍流速度场的变化过程•热线风速仪CTA，单点测量，速度、湍流强度•激光多普勒测速仪LDA,LDV；单点测量，速度、湍流强度•激光粒子图像法，PIV，PTV；多点测量，二维速度场，流谱图•多位数值模拟技术CFD；二维速度场，流谱图，湍动能分布图缸内流动宏观测量—稳流试验技术，即气道试验台•叶片风速仪测量法•涡流动量计法宏观流动的评价方法•Ricardo评价法，英国•FEV评价法，德国•AVL评价法，奥地利•SwRI评价法，美国西南研究院动量计微观研究与宏观检测的对比•微观研究优点–信息详尽–阐明机理透彻–适于研究用•缺点–仪器昂贵–工作量大–操作复杂–只适于研究用•宏观（稳流气道试验台）检测优点–原理简单，结果可靠–广泛用于直接指导生产–研究单位和企业都适用–迅速给出结果，我们的专利技术已可做到~1分钟检测一个气道•缺点–给出信息不够详尽，例如无湍流方面的信息气道稳流试验必要性用稳态流动试验法检测、试验内燃机的进、排气道的流量系数、涡流比、等流动特性参数是国内外广泛采用并行之有效的方法；不同燃烧室及燃油系统对涡流比有不同的匹配要求，涡流比过高过低都将使燃烧恶化、排放变差。稳流气道试验台原理简单，结果可靠，能迅速给出结果，广泛用于直接指导生产。国外著名发动机咨询公司如英国Ricardo、奥地利AVL、德国FEV及美国SwRI等都有自己的方法，以进行气道性能的评价。气道稳流试验优越性控制质量–质量部检测配件厂来的气缸盖质量（缸盖厂）–主机厂批量检测，稳定性–气缸盖气道流动性能的在线检测开发新产品–新机型研发–新燃烧系统控制工艺–例如铸造、机加工过程造成的倾斜、偏心误差气道稳流试验台的应用气道稳流试验台布置图天津大学研制气道试验台功能评价内燃机进气道涡流比、滚流比、流量系数；评价排气道的流量系数；检测进、排气管的流量特性;空气滤清器的流量特性。适用范围：柴油机、汽油机、摩托车发动机变压差方法的提出内燃机运行时气道内气体为充分发展的湍流流动，其无量纲量是不变的；确立充分发展的湍流流动的实验条件；免去对其压力差的调控内燃机运行时气道内气体为充分发展的湍流流动，其无量纲量是不变的；确立充分发展的湍流流动的实验条件；免去对其压力差的调控定压差（3500Pa）与变压差试验结果的比较变压差方法的提出1.机械方面：滚道机构，气动滑道机构，自动控制气门升程；2.电气方面：3.软件方面：自动处理实验数据,多种评价方法的结果，数据库；4.变压差技术：可在1.3分钟完成一个气道的检测。实现自动化实现自动化稳流试验中把空气当作不可压缩流体来处理，只是一种近似；按可压缩流体处理，可得到精确的结果；变压差方法+可压缩流体计算将使数据更加精确，使变压差方法更趋完美。可压缩流可压缩流国内外同类技术比较国内外同类技术比较国外同类产品1.只给出一种结果，不能横向对比；2.假设条件不符合实际工程应用价值降低；3.定压差技术，效率低，15分钟；4.价格昂贵：25-40万欧元。本成果产品1.给出SKLE结果及国际上4种评价结果；2.SKLE方法，精确预测，工程应用价值高；3.变压差技术，检测效率高，1.3分钟；4.价格经济：40万元RMB。试验...
