缸内流动对对置活塞二冲程发动机换气效果的影响

作     者：王苏飞 章振宇 张付军 WANG Sufei;ZHANG Zhenyu;ZHANG Fujun

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京理工大学深圳研究院广东深圳518057 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2023年第38卷第9期

页      面：2129-2141页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主　　题：对置活塞 二冲程 扫气 缸内流动 残余废气 

摘      要：换气过程中的缸内流动及废气分布对对置活塞二冲程(OP2S)发动机换气效果的影响规律目前缺乏充分的研究。采用CONVERGE建立了OP2S发动机的CFD模型并通过仿真计算研究了扫气口倾角、扫气口构型及转速通过改变扫气气流组织影响换气效果的规律。结果表明扫气口倾角对OP2S发动机缸内流动有显著且非单调的影响。扫气口倾角α≤5°时,扫气气流聚集于气缸轴线,缸壁附近存在周边废气滞留区;当扫气口倾角α5°时,换气过程初期扫气气流在扫气口附近汇聚为环状进气涡流,在该进气涡流中心产生低压区,并导致气缸中心流动方向与外围的扫气气流方向相反,最终导致气缸轴线出现柱状的中心废气滞留区。随着扫气口倾角增大,周边滞留区逐渐减小消失,而中心滞留区出现并增强,两者的变化规律共同造成了残余废气系数的非单调变化规律。大扫气口倾角下复合式气口的扫气气流可兼顾气缸中心和外围,换气效果显著优于单层气口。相较于倒置组合气口,组合气口的缸内流动组织更为合理,扫气效率更高。