大滚流气道对PFI发动机性能影响的试验研究

李东辉 赵铮 申景倩 关昊 薛文瑞

摘要： 进气道是发动机进气系统的重要组成部分。增加进气道的滚流比，提高缸内的湍动能，从而改善燃烧，进而改善了发动机的性能。本文对一台1.5L增压气道喷射发动机进行了台架试验，获得了采用大滚流气道时发动机的性能状况;同时基于大滚流气道对比分析了配合原活塞和配合平顶活塞时发动机性能情况。试验表明，在低速小负荷工况下，滚流比的提高，对发动机油耗改善不明显;低速大负荷工况下，滚流比提高，改善了发动机的燃烧，降低了爆震倾向;在功率点附近的工况，滚流比的增大，导致燃烧相位滞后，油耗升高。

Abstract： Intake port is an important part of engine′s intake system. Increasing tumble ratio of intake port and turbulence in cylinder will optimize combustion and thus improve engine performance. A 1.5L turbo PFI engine is tested on the rig and there are some data about engine performance with high tumble intake port in the paper; At the same time， the engine performance is compared and analyzed with original piston or flat piston based on the high tumble intake port. The test show： there is no obvious improvement in fuel economy with high tumble ratio in low speed low load; the combustion is improved and knocking tendency is decreased with high tumble ratio in low speed high load; the combustion phase is retarded and fuel economy gets worse with high tumble ratio around 5600rpm working conditions.

关键词： 大滚流进气道;湍动能;平顶活塞;滚流比

Key words： high tumble intake port;turbulence energy;flat piston;tumble ratio

中图分类号：TK411+.24                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）19-0006-05

0  引言

近年来，随着全球能源危机和环保问题的日益严峻，改善燃油经济性，降低CO2和尾气排放成为内燃机行业面临的重大挑战。气道喷射发动机本身混合非常均匀，燃烧更为稳定，那么提升滚流比对于改善气道喷射发动机的动力性、经济性有多大影响。本文通过对一台1.5L增压气道发动机进行大滚流试验，研究增大滚流比对气道喷射发动机的影響。

1  试验设备与方法

本研究分别在低负荷和高负荷下对1台直列4缸、1.5L增压气道喷射汽油机进行试验。首先用原机的活塞配合原机的气道对发动机进行了性能摸底，之后研究了在原机基础上更换大滚流气道对发动机性能的影响，以及平顶活塞结合大滚流气道对发动机性能的影响。……