內(nèi)燃機(jī)氣道試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介

1、天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)氣道試驗(yàn)臺(tái)天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)氣道試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介天津內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2009年4月 內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)氣體流動(dòng)是影響內(nèi)燃機(jī)燃燒性能的決定性因素，直接決定其動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)及排放特性。缸內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)重要性螺旋進(jìn)氣道直噴柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)的關(guān)鍵部件 對(duì)直噴柴油機(jī)的功率輸出，燃油經(jīng)濟(jì)性，排煙以及排放等都有巨大影響，因?yàn)樗绊懼諝夂腿加偷幕旌线^(guò)程和燃燒過(guò)程。內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)的主要形式直噴柴油機(jī)缸內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng) 渦流，立軸渦流，主要運(yùn)動(dòng) 擠流 湍流汽油機(jī)缸內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng) 滾流，橫軸渦流； 渦流 渦流擠壓流：活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，空氣被擠入活塞頭部的燃燒室內(nèi)湍流：壁面生成旋渦拉伸火焰 用葉片風(fēng)速儀的方法測(cè)量渦流或滾

2、流（FEV）a) 渦流測(cè)量b) 滾流測(cè)量研究方法、技術(shù)缸內(nèi)流動(dòng)過(guò)程的微觀研究湍流速度場(chǎng)的變化過(guò)程熱線風(fēng)速儀CTA，單點(diǎn)測(cè)量，速度、湍流強(qiáng)度激光多普勒測(cè)速儀LDA, LDV；單點(diǎn)測(cè)量，速度、湍流強(qiáng)度激光粒子圖像法，PIV，PTV；多點(diǎn)測(cè)量，二維速度場(chǎng)，流譜圖多位數(shù)值模擬技術(shù)CFD；二維速度場(chǎng)，流譜圖，湍動(dòng)能分布圖缸內(nèi)流動(dòng)宏觀測(cè)量穩(wěn)流試驗(yàn)技術(shù)，即氣道試驗(yàn)臺(tái)葉片風(fēng)速儀測(cè)量法渦流動(dòng)量計(jì)法宏觀流動(dòng)的評(píng)價(jià)方法Ricardo評(píng)價(jià)法，英國(guó)FEV評(píng)價(jià)法，德國(guó)AVL評(píng)價(jià)法，奧地利SwRI 評(píng)價(jià)法，美國(guó)西南研究院動(dòng)量計(jì)微觀研究與宏觀檢測(cè)的對(duì)比 微觀研究?jī)?yōu)點(diǎn) 信息詳盡 闡明機(jī)理透徹 適于研究用 缺點(diǎn) 儀器昂貴 工作量

3、大 操作復(fù)雜 只適于研究用 宏觀（穩(wěn)流氣道試驗(yàn)臺(tái)）檢測(cè)優(yōu)點(diǎn) 原理簡(jiǎn)單，結(jié)果可靠 廣泛用于直接指導(dǎo)生產(chǎn) 研究單位和企業(yè)都適用 迅速給出結(jié)果，我們的專利技術(shù)已可做到1分鐘檢測(cè)一個(gè)氣道 缺點(diǎn) 給出信息不夠詳盡，例如無(wú)湍流方面的信息氣道穩(wěn)流試驗(yàn)必要性用穩(wěn)態(tài)流動(dòng)試驗(yàn)法檢測(cè)、試驗(yàn)內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣道的流量系數(shù)、渦流比、等流動(dòng)特性參數(shù)是國(guó)內(nèi)外廣泛采用并行之有效的方法； 不同燃燒室及燃油系統(tǒng)對(duì)渦流比有不同的匹配要求，渦流比過(guò)高過(guò)低都將使燃燒惡化、排放變差。 穩(wěn)流氣道試驗(yàn)臺(tái)原理簡(jiǎn)單，結(jié)果可靠，能迅速給出結(jié)果，廣泛用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)。國(guó)外著名發(fā)動(dòng)機(jī)咨詢公司如英國(guó)Ricardo、奧地利AVL、德國(guó)FEV及美國(guó)SwRI等

4、都有自己的方法，以進(jìn)行氣道性能的評(píng)價(jià)。 氣道穩(wěn)流試驗(yàn)優(yōu)越性控制質(zhì)量 質(zhì)量部檢測(cè)配件廠來(lái)的氣缸蓋質(zhì)量（缸蓋廠） 主機(jī)廠批量檢測(cè)，穩(wěn)定性 氣缸蓋氣道流動(dòng)性能的在線檢測(cè)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品 新機(jī)型研發(fā) 新燃燒系統(tǒng)控制工藝 例如鑄造、機(jī)加工過(guò)程造成的傾斜、偏心誤差氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)布置圖天津大學(xué)研制氣道試驗(yàn)臺(tái)功能評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣道渦流比、滾流比、流量系數(shù)；評(píng)價(jià)排氣道的流量系數(shù)；檢測(cè)進(jìn)、排氣管的流量特性;空氣濾清器的流量特性。 適用范圍： 柴油機(jī)、汽油機(jī)、摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)變壓差方法的提出變壓差方法的提出內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)氣道內(nèi)氣體為充分發(fā)展內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)氣道內(nèi)氣體為充分發(fā)展的湍流流動(dòng)，其無(wú)量綱量是不變的；的湍流

5、流動(dòng)，其無(wú)量綱量是不變的；確立充分發(fā)展的湍流流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)條確立充分發(fā)展的湍流流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)條件；件；免去對(duì)其壓力差的調(diào)控免去對(duì)其壓力差的調(diào)控定壓差（定壓差（3500 Pa）與變壓差試驗(yàn)結(jié)果的比較）與變壓差試驗(yàn)結(jié)果的比較變壓差方法的提出變壓差方法的提出1. 機(jī)械方面機(jī)械方面：滾道機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)滑道機(jī)構(gòu)，自動(dòng)控制氣門(mén)升程；2. 電氣方面電氣方面：3. 軟件方面軟件方面：自動(dòng)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),多種評(píng)價(jià)方法的結(jié)果， 數(shù)據(jù)庫(kù)；4. 變壓差技術(shù)變壓差技術(shù)：可在1.3分鐘完成一個(gè)氣道的檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化穩(wěn)流試驗(yàn)中把空氣當(dāng)作不可壓縮流體來(lái)處理， 只是一種近似；按可壓縮流體處理，可得到精確的結(jié)果；變壓差方法+可壓縮流

6、體計(jì)算將使數(shù)據(jù)更加精確，使變壓差方法更趨完美?？蓧嚎s流可壓縮流國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)比較 國(guó)外同類產(chǎn)品 只給出一種結(jié)果，不能橫向?qū)Ρ龋?假設(shè)條件不符合實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值降低； 定壓差技術(shù)，效率低，15分鐘；1. 價(jià)格昂貴：25-40萬(wàn)歐元。本成果產(chǎn)品 給出SKLE結(jié)果及國(guó)際上4種評(píng)價(jià)結(jié)果； SKLE方法，精確預(yù)測(cè)，工程應(yīng)用價(jià)值高； 變壓差技術(shù)，檢測(cè)效率高，1.3分鐘；1. 價(jià)格經(jīng)濟(jì)：40萬(wàn)元RMB。 試驗(yàn)臺(tái)精度量程精度壓差25-100hPa0.3%FS流量計(jì)20-1500 m3/h+/-1.5%V 扭矩0.2Nm +/- 1%FS氣門(mén)升程30 mm0.05mm渦流比重復(fù)性：渦流比重復(fù)性：+/- 0.06

7、流量系數(shù)重復(fù)精度：流量系數(shù)重復(fù)精度： +/- 0.005主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)首次提出SKLE方法；首次提出可變壓差理論及試驗(yàn)技術(shù)； 提高效率十倍以上；開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、國(guó)內(nèi)唯一完 整的全自動(dòng)穩(wěn)流氣道試驗(yàn)臺(tái)和在線檢測(cè)系 列產(chǎn)品； 在核心發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。濰柴在線檢測(cè)濰柴在線檢測(cè)應(yīng)用情況應(yīng)用情況天津一汽天津一汽應(yīng)用情況玉柴技術(shù)中心玉柴技術(shù)中心應(yīng)用情況志成缸蓋廠志成缸蓋廠應(yīng)用情況重慶宗申重慶宗申應(yīng)用情況重慶隆鑫重慶隆鑫應(yīng)用情況玉柴二發(fā)廠玉柴二發(fā)廠應(yīng)用情況 經(jīng)過(guò)十多年的基礎(chǔ)研究和技術(shù)發(fā)展，目前變壓差全自動(dòng)氣道試驗(yàn)臺(tái)已有4種型號(hào)，并成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各大汽車(chē)公司、發(fā)動(dòng)機(jī)骨干制造企業(yè)、著名內(nèi)燃機(jī)研究所

8、和高校等，完成項(xiàng)目43項(xiàng)。 另外為廣西玉柴機(jī)器股份有限公司、上海大眾汽車(chē)有限公司、奇瑞汽車(chē)有限公司，保定長(zhǎng)城汽車(chē)有限公司等開(kāi)發(fā)/評(píng)價(jià)多個(gè)氣道。 序號(hào)型 號(hào)使 用 單 位序號(hào)型 號(hào)使 用 單 位1TUST-I廣西玉柴機(jī)器股份有限公司技術(shù)中心17TUST102廣西玉柴機(jī)器股份有限公司第二發(fā)動(dòng)機(jī)廠2TUST-天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室18TUST102天津內(nèi)燃機(jī)研究所3TUST-II廣西玉柴機(jī)器股份有限公司技術(shù)中心19TUST103上海柴油機(jī)股份有限公司4TUST-中國(guó)人民解放軍軍事交通學(xué)院20TUST103中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南技術(shù)中心有限公司5TUST-I山東大學(xué)21TUST103濰柴動(dòng)力股份

9、有限公司技術(shù)中心6TUST-廣西玉柴機(jī)器股份有限公司質(zhì)量部22TUST103洛陽(yáng)北方易初摩托車(chē)有限公司7TUST-I河南科技大學(xué)23TUST103綿陽(yáng)新晨動(dòng)力有限公司8TUST-重慶宗申集團(tuán)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心24TUST103上海比亞迪汽車(chē)股份有限公司9TUST-廣西玉柴機(jī)器股份有限公司技術(shù)中心25TUST104廣西玉柴機(jī)器股份公司第二發(fā)動(dòng)機(jī)廠輕微車(chē)間10TUST-重慶隆鑫集團(tuán)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心26TUST104廣西玉柴機(jī)器股份公司第一發(fā)動(dòng)機(jī)廠重機(jī)車(chē)間11TUST-廣西玉柴機(jī)器股份有限公司質(zhì)量部27TUST103長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司汽車(chē)工程研究院12TUST102濰坊柴油機(jī)廠中速機(jī)廠28TUST1

10、03重慶隆鑫集團(tuán)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心13TUST-廣西玉柴機(jī)器股份有限公司裝備廠29TUST103重慶建設(shè)集團(tuán)技術(shù)中心14TUST102河南缸蓋廠30TUST103中國(guó)船舶工業(yè)總公司第七一一研究所15TUST102重慶志成機(jī)械廠31TUST103廣西玉柴機(jī)器股份有限公司裝備廠（大缸徑用）16TUST101天津一汽夏利轎車(chē)股份有限公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中心32TUST103廣西玉柴機(jī)器股份有限公司技術(shù)中心33TUST103南昌大學(xué)34TUST103北京理工大學(xué)35TUST103江淮汽車(chē)股份有限公司36TUST103廣西柳機(jī)動(dòng)力有限公司37TUST103上海通用汽車(chē)有限公司38TUST103廣西玉柴機(jī)器股份有限

11、公司裝備廠39TUST103廣西玉柴機(jī)器股份有限公司質(zhì)量部40TUST103廣西玉柴機(jī)器股份有限公司第二發(fā)動(dòng)機(jī)廠41TUST103洛陽(yáng)拖拉機(jī)股份有限公司42TUST103天長(zhǎng)缸蓋廠43TUST103華晨汽車(chē)股份有限公司鑒定與評(píng)價(jià)我國(guó)知名內(nèi)燃機(jī)專家當(dāng)時(shí)的西安交大校長(zhǎng)蔣德明教授評(píng)價(jià)說(shuō)： 在國(guó)際上首次提出在穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)上評(píng)價(jià)滾流強(qiáng)度的方法和計(jì)算公式（即SKLE方法）是獨(dú)創(chuàng)性的。鑒定與評(píng)價(jià)（續(xù)一）國(guó)際知名內(nèi)燃機(jī)專家，英國(guó)Brunel大學(xué)學(xué)科教授Hua Zhao博士評(píng)價(jià)說(shuō)：SKLE試驗(yàn)臺(tái)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)最實(shí)用的內(nèi)燃機(jī)氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)之一，看到如此先進(jìn)的一套系統(tǒng)在中國(guó)汽車(chē)工業(yè)界被開(kāi)發(fā)出來(lái)并被廣泛應(yīng)用，備受鼓舞，須知這一領(lǐng)域一直被外國(guó)公司統(tǒng)治著。鑒定與評(píng)價(jià)（續(xù)二）先后通過(guò)了教