【摘 要】
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由于节气门体的存在,当汽油机在小负荷工作时,泵气损失的增大和燃烧的恶化会导致发动机热效率下降。汽车发动机通常采用米勒循环、VVL或者发动机停缸技术来降低泵气损失,但空间和成本限制了这些技术在摩托车小型汽油机上的应用。而湍动能的提高有利于加快火焰传播速度,缩短燃烧持续期,从而通过改善燃烧的方式提高发动机热效率。气缸通过旁通道（进气道支管）充气能提高缸内的湍动能,而且对发动机原始结构影响不大,适合小型
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由于节气门体的存在,当汽油机在小负荷工作时,泵气损失的增大和燃烧的恶化会导致发动机热效率下降。汽车发动机通常采用米勒循环、VVL或者发动机停缸技术来降低泵气损失,但空间和成本限制了这些技术在摩托车小型汽油机上的应用。而湍动能的提高有利于加快火焰传播速度,缩短燃烧持续期,从而通过改善燃烧的方式提高发动机热效率。气缸通过旁通道（进气道支管）充气能提高缸内的湍动能,而且对发动机原始结构影响不大,适合小型汽油机使用。但旁通道的设计将直接决定缸内湍动能的提升效果。旁通充气过程通过热力学理论分析,另外旁通设计对缸内流动的影响则通过CFD（计算流体力学）研究,最佳旁通方案由此得到。最终,旁通充气对发动机燃烧特性的影响和热效率的影响通过发动机燃烧模拟和台架试验分析得到。热力学分析结果表明:旁通道充气的气流速度远高于原始气道充气的气流速度;随着旁通道管径的增大旁通充气占比提升但管径过大会使得气流速度下降;而随着发动机充气量的提升,旁通充气占比和旁通出口速度都会下降。数值模拟的结果表明:旁通道的倾角过大或者过小都会使点火时刻湍动能下降,旁通道靠近气缸中心线可以使点火时刻湍动能有一定的增加但涡流比会显著下降,旁通管径过大则会引起旁通射流与进气门干涉时间过长,湍动能反而会下降。最佳的旁通设计方案是管径d=5mm、入射角θ=17.5°以及与气缸中心线的举例δ=22mm。燃烧模拟和台架试验结果表明:当发动机工作在小负荷时,旁通充气能明显的缩短燃烧持续期和提升燃烧温度,从而热效率相对无旁通的发动机更高;当点火提角推迟后,热效率的提升更显著。
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