内燃机气道试验台简介
PPT3-气道试验台测量误差分析-詹仰钦
内燃机气道试验台误差分析詹仰钦天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室2008.7目录一.测量方法二.误差基本概念三.试验台误差分析四.结论台桌直线步进电机流量变送器稳压厢稳压筒动量计风机采集仪计算机TUST102气道稳流试验台原理图模拟缸套一测量方法试验台照片二误差基本概念1.测量分类1)直接测量：可用量具或仪表直接读出测量的值。
2)间接测量：由直接测量值经公式运算得出的，称为间接测量，如密度, 体积。
3 误差分类1.系统误差特征：在同一条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和方向保持恒定，或者在条件改变时，误差的绝对值和方向按一定规律变化。
2. 随机误差a) 特征：在同一条件下多次测量同一量时，每次出现的误差大小，正负没有确定的规律，以不可预知的方式变化着。
b)随机误差的估算）（）（112−−=∑=n n x x ni i x σ平均值的标准偏差112−−=∑=n X x ni i ）（σ随机误差的正态分布规律标准偏差4 直接测量结果的不确定度目前国际公认的有三条1) 不确定度按其数值的评定方法归并成A,B两类u A ,u B 2) 如果各分量是独立的，测量结果的合成标准不确定度是各分量平方和的正平方根:3) 根据需要可将合成标准不确定度乘以一个包含因子K(取值范围2-3之间),作为展伸不确定度,使测量结果能以高概率(95%以上)包含被测真值.22BA uu u +=1) 直接测量结果的A类不确定度多次重复测量误差处理,根据随机误差计算平均值之标准偏差.即)1()(2−−=∑n n x x u iA 3Δ=Bu2) 直接测量结果的B类不确定度用其他方法估算的误差:如仪器的极限误差,示值误差限或允许误差限或最小分度值△3) 直接测量结果的合成不确定度.测量结果=相对误差: (P=68.3%)展伸不确定度:22BAx uu u +=xu x ±%100*x u E xr =xKu u =6 气道试验测量误差的来源①仪器装置误差②原理方法误差③环境条件误差④个人误差⑤被测量本身的起伏变化⑥测量仪器对被测量的扰动以上6种误差在气道实验中都会出现，在实验中要认真分析，积累经验。
气道相关知识讲解
气道形状参数对气道性能的影响之二
➢ 提高涡流比：修气道芯子有效（减小喉口面 积）
➢ 降低涡流比：修阴模有效（增大喉口面积） 喉口区域是最敏感区域（约离凸台10mm）
➢ 凸台低，离底平面近，坡度变小，切向速度 变大，涡流比将变高
➢ 凸台高，离底平面远，涡流比将变低 凸台高低也是气道性能最敏感参数之一
15
气道形状参数对气道性能的影响之三
➢ 变坡度，提高或降低切向能力，从而提高 或降低涡流比
➢ 螺旋室变大可以提高涡流比 ➢ 通道口对流动不敏感 ➢ 其它区域，如当前在气缸盖修磨的区域，
提高或降低涡流比时总的原则是改变气流 流动截面和流动方向（角度）
16
气道形状参数对气道性能的影响之四
如将105扩缸至108，喷孔数从4变为5： ➢ 由于缸径加大，流量要求加大； ➢ 喷孔数变多，涡流比要小。
缓坡段 喉口 凸台
气 道 入 口
b
敏 感 区
c
a
陡坡段 螺旋部分 呈蜗牛壳形 状
13
气道形状参数对气道性能的影响之一
➢ 喉口截面大小是影响气道参数的关键：气 道截面缩小，流速提高，切向流速变大， 涡流比将提高
➢ 蜗壳形状有一个最佳值 ➢ 气道入口的位置、凸台（螺旋室）的高低
对涡流比有较为明显的影响（详细见后）
9
气道参数的定义
➢ 涡流比 涡流旋转速度/发动机转速
➢ 流量系数 气道实际流量/理论流量
不同的评价方法有不同的具体定义
10
燃烧室中燃油束分布形式源自11合适的涡流比➢ 喷油夹角 ➢ 喷油持续期内曲轴转角度数
当然，实测为进气终了涡流比， 燃烧室内涡流比要大些（角动量守 恒）
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螺旋进气道的关键形状
基于CFD技术的柴油机气道性能研究
ｍ 口Ｍ ｆ ｔ
■一
ｍ ￡ｅ ＾０
式 中 ， 表 示 实 际流量 ，ｇｓ ｍ 表示 理 论 ｍ ｋ／ ；
流 量 ，ｇ ｓ ｋ／ 。 理 论流 量 可 由下 面 的公式 得 到 ：
Ｃ Ｄ技 术对 气道 流场 进 行 模 拟仿 真 ， 后选 出 最佳 Ｆ 然
ｄ ｃ ｄ，ｔｏ ｈ ｎ，ｃ ｌｕ ａｅ ｅ ｕ ｔ ｗ ｒ ｏ ａ ｅ ｉ ｘ ｅ ｉ ｎａ ｅ ｕ ｔ． ｕｅ ｏ ．Ｔ ｅ ａｃ ｌ ｔｄ ｒｓ ｌ ｅ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｅ ｐ ｒ ｓ ｈ ｍｅ ｔｌｒ ｓ ｌｓ
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＣＦ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ；ｄｅ ｅ ｎ ｉｅ；ｐ ｒ ；ｐ ｒ ｒ ａ ｃ Ｄ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉｓ ｌ ｇ ｎ ｅ ｏｔ ｅ ｏ ｆ ｍ ｎｅ
・
２ ０・
内燃 机
２ １ 年 ６月 ０１
ｋ ／ ； 。 示 环境 压力 ， ａ ｇ ｍ。 Ｐ 表 Ｐ ；Ａｐ表 示进 出 口压 差 ，
相同， 为气 缸 直径 的 ２ ５倍 ， ． 目的是 为 了减小 出 口气 流对 测 量平 面影 响 。气道 计算 模 型见 图 １ 。 气道 流量 系数 和涡流 比 的计 算采 取 的是 Ａ Ｌ的 Ｖ 方法 和 公 式 。共 计 算 的 气 门升 程 分 别 为 ２ ３ ４ ５ ，，，， ６ｍｍ 五个工况 时 的气 道稳态流 动 。 这
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｒ ｏ ｍ ａ ｃ ｎ Ｄｉ ｓ ｌＥｎ ｉ ｓ ａ ｃ ｆＰｏ ｔＰｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｅ ｇ ｎｅ
Ｂａ ｅ ｎ ＣＦＤ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓｄｏ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ
Ｚ ＨＡＮＧ ｉｎ—ｃ ｏ，ＸＵ Ｔ ｏ Ｊａ ａ ａ
农用柴油机气道流动特性稳流试验系统研究
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ＨＩ Ｓ ＧＲ Ｃ Ｌ Ｕ Ａ Ｃ Ｎ Ｚ ＴＯ ． ＮＥ ＥＡ Ｉ Ｕ Ｔ Ｒ Ｌ ＭＥ ＨＡ Ｉ Ａ Ｉ Ｎ Ｃ
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农 用柴油机气道流 动特性 稳流试 验 系统研 究
徐 安 桃 ， 洪 军， 书 亮， 天友 许 刘 王
Ａ ｓ ａ ｔ Ｔ ｅａ ｏｔ ｅ ｏｍａｃ （ ｉ ｎ ｎｉ ｎ ｏ ｂｔ ｃ： ｈ ｉ ｐ ｒ ｐ ｒ ｒ ｎｅ ｓ ｒ ｉｔ ｓｙａ ｄｆ ｗ ｒ ｒ ｆ ｗｌ ｅ ｔ ｌ
稳态 流动模 拟 试 验， 量 进气 涡 流 强 度和 气 道 阻力 等 测 可 比较 的参 数 ， 以此 来 评 价 气 道 性 能 的优 劣 ， 为 确 作
定 气道 的结构 和 尺 寸 的依 据 ， 检 测 确定 已生 产 出 的 并 缸 盖合 格 与否 等 。 现代 自动化 农 用 发 动机 气道 稳 流试 验 台 主要 包 括 试 验 台主 体 、 稳压 筒 体 、 拟 缸 套 、 体 涡 流 测 量 模 气 装置 、 滚流 测 量装 置 ｆ 汽 油 机 而 言）进 排 气 管 路 和 对 、 转换调节阀 、 压离心风机 、 流动量计 、 高 涡 涡街 （ 孔 或
PPT1-内燃机缸内气体流动与气道-刘书亮
内燃机缸内气体流动与气道内容目录1.内燃机缸内空气运动的主要形式2.缸内空气运动对发动机的影响3.气流运动研究与检测技术4.涡流和滚流强度的测量及评价方法的比较5.螺旋气道制造偏差对性能的影响6.变压差技术7.几个评价参数，Cf，Rs，Cp，Cd，Z8.涡流比的预测精度，SKLE，湿度，可压缩性1.内燃机缸内空气运动的主要形式••目的意义•••••••••••内容目录1.内燃机缸内空气运动的主要形式2.缸内空气运动对发动机的影响3.气流运动研究与检测技术4.涡流和滚流强度的测量及评价方法的比较5.螺旋气道制造偏差对性能的影响6.变压差技术7.几个评价参数，Cf，Rs，Cp，Cd，Z8.涡流比的预测精度，SKLE，湿度，可压缩性在内燃机中，涡流和滚流以不同机理产生湍流不同燃烧系统对湍流火焰速度/层流火焰速度之比（F S R）的影响滚流••••直喷式燃烧室的形状燃烧室中燃油束分布形式可变涡流比的效果涡流••••中；–产生涡流需要付出代价--进气压降增大。
影响：大流量系数-8%影响：中流量系数0%影响：小流量系数+3%双螺旋气道切向与螺旋组合双切向气道小结••–减少局部热点（NOx生成点）内容目录1.内燃机缸内空气运动的主要形式2.缸内空气运动对发动机的影响3.气流运动研究与检测技术4.涡流和滚流强度的测量及评价方法的比较5.螺旋气道制造偏差对性能的影响6.变压差技术7.几个评价参数，Cf，Rs，Cp，Cd，Z8.涡流比的预测精度，SKLE，湿度，可压缩性3. 研究方法、技术•SwRI评价法，美国西南研究院•SKLE评价法，中国二维激光多普勒(LDA)测速系统LDA光路系统加长活塞活塞顶石英窗原机活塞原机气缸体45°反射镜Teflon 活塞环延长气缸体带冷却水套软垫软垫气缸盖石英缸套支撑钢套螺栓中心线可进行光学测量的发动机纵刨面LDA在缸内测点分布图激光多普勒测速(LDA)结果压缩过程中四气门汽油机缸内滚流的变化压缩过程中缸内湍动能平均值的变化测量点测量点测量点燃烧室中不同测量点的湍流强度变化曲线m/sPIV 实测结果工况：120°CA ATDC 480r/min过进排气门中心截面流场m/s小结内容目录1.内燃机缸内空气运动的主要形式2.缸内空气运动对发动机的影响3.气流运动研究与检测技术4.涡流和滚流强度的测量及评价方法的比较5.螺旋气道制造偏差对性能的影响6.变压差技术7.几个评价参数，Cf，Rs，Cp，Cd，Z8.涡流比的预测精度，SKLE，湿度，可压缩性评价方法：涡流和滚流强度及流量系数的测量测量—气道稳流试验台评价：Ricardo评价法FEV评价法AVL评价法SwRI评价法SKLE评价法。
内燃机智能型稳流气道试验台性能评价与应用
３ 试 验 方 法 及 计 算 软 件 应 用
气 道 试 验 台 试 验 方 法 有 定 压 差 法 和 可 变 压 差 法
次 涡 流 Ｊ， 表示 。目前 ，气道 稳 流 试 验 的 计 算 方 法 Ⅳ来 有 Ｒ ｃ ｒ ｏ方 法 、Ｆ Ｖ方 法 、Ａ Ｌ方法 和 Ｓ Ｉ ｉａ ｄ Ｅ Ｖ Ｗ Ｒ计 算 方法等 。 ２ １ Ｒ ｃ ｒ ｏ计 算 方 法 ． ｉａ ｄ 英 国 Ｒ ｃ ｒ ｏ公 司采 用 涡 流 比 Ｒ 进 气 结 束 时 ｉａ ｄ （
维普资讯
２０ ０ ６年 ４ 月
农 机 化 研 究
第 ４期
内 燃 机 智 能 型 稳 流 气 道 试 验 台 性 能 评 价 与 应 用
汤 东 ，罗 福 强 ，刘 胜 吉
（ 苏 大 学 汽 车 学 院 ，江 苏 镇 江 ２ ２ １ ） 江 １ ０ ３
此 常 用 稳 流 模 拟 试 验 装 置 一 稳 流 气 道 试 验 台 进 行 研
轴 承 座 可 取 出 ，使 更 换 叶 片更 容 易 。
收稿 日期 ：２０ — ３０ ０ ５０ — ２
基 金项 目：江 苏省 教育 厅 自然 基金 项 目资 助 （０ Ｋ Ｄ ０ ３） ４ Ｊ Ｉ０ ４ ３
图 １ 智 能 型 气 道 试 验 台 示 意 图
气 道 试 验 台 还 有 工 作 平 台 、气 缸 盖 压 紧装 置 、 气 门升 程 调 节 装 置 和 气 缸 盖 对 中装 置 等 ，只要 一 次 装 夹 即 可 。 换气 缸 盖 时 ，只要 更 换 模 拟缸 套 。 叶 片
２ 气 道 性 能评 价指 标 与 计 算 方 法
可 用 涡 流 动 量 矩 仪 来 测 量 涡 流 动量 矩 ，然 后 用 公 式
内燃机实验实验指导书
内燃机实验实验指导书南昌大学机电工程学院动力工程系发动机实验室目录实验一发动机机械效率的测定实验二柴油机负荷特性实验实验三发动机气道稳流性能实验实验四柴油机燃油喷射过程实验附录一发动机台架试验安全操作规范实验一 发动机机械效率的测定一 试验目的：1、了解发动机试验台架的组成，掌握发动机扭矩、功率、转速及油耗等基本发动机性能参数的测量方法。
熟悉电涡流测功器、油耗转速测量仪、发动机数控试验台等仪器的原理和使用方法。
熟悉FST2E 发动机数控系统的使用方法和用户程序的编制方法。
2、采用油耗线法测定发动机机械效率ηm ，并由此计算出发动机的机械损失功率。
目的在于了解发动机的机械磨擦损失随曲轴转速与负荷的变化规律，以便评定发动机的结构完善程度与调整装配质量；还可以借以推算发动机的指示功率，也可用于评定发动机工作均匀性。
二、试验仪器及设备：2105B 型柴油机 南昌凯马柴油机有限公司CW100-3000/10000电涡流测功机 迈凯（洛阳）机电有限公司FCM-D 油耗转速测量仪 上海内燃机研究所FST2E 发动机数控试验台 迈凯（洛阳）机电有限公司三、实验基本原理：本实验采用油耗线法测定2105B 型直喷非增压柴油机的机械效率ηm 。
实验基本原理为：发动机在某一具体工况下指示热效率为： 136003600()i e m A A u A uP P P B H B H η⨯⨯+==发动机同一转速下空转时指示热效率为：假设发动机该工况下和空转时的指示热效率相同（即ηA=η0），则有：故，该转速的发动机机械损失功率可通过下式计算得到：则，该转速下的有效功率为Pe时机械效率ηm为：eme mPP Pη=+另：由于通过油耗法测得发动机机械效率是基于同一转速下不同负荷时发动机指示热效率相等的假设基础上的，但实际情况是在同一转速下不同负荷时发动机的指示热效率是不同的（特别是在点燃式预混燃烧模式发动机上相差更大）。
因此采用油耗法，某个具体工况点的选取对实验精度影响很大，该工况点的选取应尽量保证其与同转速下空转时的热效率近似。
汽油机PIV稳态进气试验及滚流比计算
汽油机PIV稳态进气试验及滚流比计算朱忠攀;林瑞;杜爱民;朱沛沛;袁峥正【摘要】针对某3缸汽油机,搭建了粒子图像测速(PIV)可视化试验测试系统,并进行缸内流场测量.研究了通过不同流场切面进行滚流比计算的试验方法,并进行了试验与仿真结果的对比.研究结果表明:基于2D3C PIV试验测得的缸内横切面速度场与AVL FIRE软件仿真数据具有较好的一致性,试验与仿真计算的流量系数与滚流比随气门升程的变化趋势吻合,误差在合理范围内.通过2D2C PIV可以测得缸内不同切面的速度场来表征缸内三维的流场变化,其中气门轴对称切面很好地表征了滚流的运动状态,此外,通过一系列PIV测量得出的等间距轴向切面与旋转轴向切面可以拟合横切面的速度场,其速度分布与梯度变化趋势与2D3C测得的速度场相同,但测得滚流比计算值偏小.【期刊名称】《内燃机工程》【年(卷),期】2017(038)004【总页数】7页(P121-127)【关键词】内燃机;汽油机;PIV试验;进气;滚流比【作者】朱忠攀;林瑞;杜爱民;朱沛沛;袁峥正【作者单位】同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804【正文语种】中文【中图分类】TK417汽油机进气道设计的流动特性参数指标主要有流量系数和滚流(涡流)强度等。
相关研究表明：流量系数是表征充气量的重要指标，而滚流比则对气流运动、混合气形成及燃烧排放具有重要影响，高滚流比可以提高燃烧速率，改善燃烧稳定性与经济性，气道设计一般需要在获得足够流量系数的前提下尽量加大滚流强度[1-2]。
因此，流量系数、滚流比日益成为汽油机气道设计的重要性能衡量指标。
目前，国内外广泛采用稳态流动试验法检测试验发动机气缸盖进、排气道的宏观流动特性参数，但针对滚流比的计算评价方法尚未取得统一，常见的方法包括Ricardo评价方法、FEV评价方法、AVL评价方法及SwRI评价方法等[3]，由于试验设备、试验条件、计算方法等影响，其滚流比计算结果差异较为明显，且上述试验方法无法从微观角度展开流场测量分析。
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• 经过十多年的基础研究和技术发展，目前 变压差全自动气道试验台已有4种型号，并 成功应用于国内各大汽车公司、发动机骨 干制造企业、著名内燃机研究所和高校等， 完成项目43项。 • 另外为广西玉柴机器股份有限公司、上海 大众汽车有限公司、奇瑞汽车有限公司， 保定长城汽车有限公司等开发/评价多个气 道。
– – – – 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
– – – – 仪器昂贵 工作量大 操作复杂 只适于研究用
• 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；
使 用 单 位
广西玉柴机器股份有限公司第二发动机厂
天津内燃机研究所 上海柴油机股份有限公司 中国重汽集团济南技术中心有限公司
5
6 7 8
TUST-I
TUST-Ⅲ TUST-I TUST-Ⅳ
山东大学
广西玉柴机器股份有限公司质量部 河南科技大学 重庆宗申集团技术研究开发中心
21
22 23 24
TUST103
加精确，使变压差方法更趋完美。
国内外同类技术比较
国外同类产品
1. 只给出一种结果，不 1. 能横向对比； 2. 假设条件不符合实际 2. 工程应用价值降低； 3. 定压差技术，效率低，3. 15分钟； 4. 价格昂贵：25-40万 4. 欧元。
本成果产品
给出SKLE结果及国际 上4种评价结果； SKLE方法，精确预测， 工程应用价值高； 变压差技术，检测效 率高，1.3分钟； 价 格 经 济 ： 40 万 元 RMB。
气道稳流试验台的应用 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；
FEV）
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 叶片风速仪测量法 涡流动量计法
鉴定与评价
我国知名内燃机专家当 时的西安交大校长蒋德 明教授评价说： 在国际上首次提出在 稳流试验台上评价滚流 强度的方法和计算公式 （即SKLE方法）是独创 性的。
鉴定与评价（续一）
国际知名内燃机专家， 英国Brunel大学学科教授 Hua Zhao博士评价说： SKLE试验台是当今世界 上最先进最实用的内燃 机气道稳流试验台之一， 看到如此先进的一套系 统在中国汽车工业界被 开发出来并被广泛应用， 备受鼓舞，须知这一领 域一直被外国公司统治 着。
提高效率十倍以上；
开发出具有自主知识产权的、国内唯一完
整的全自动稳流气道试验台和在线检测系 列产品； 在核心发动机制造企业得到广泛应用。
潍柴在线检测
应用情况
天津一汽
应用情况
玉柴技术中心
应用情况
志成缸盖厂
应用情况
重庆宗申
应用情况
重庆隆鑫
应用情况
玉柴二发厂
应用情况
在线气道试验台 应用情况
试验台精度
量程 精度
压差
25-100hPa
0.3%FS
流量计
20-1500 m3/h
+/1.5%@V
+/- 1%FS
扭矩
0.2[Nm]
气门升程
30 mm
0.05mm
涡流比重复性：+/- 0.06 流量系数重复精度： +/- 0.005
主要创新点
首次提出SKLE方法； 首次提出可变压差理论及试验技术；
缸内流动宏观测量—稳流试验技术，即气道试验台 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
• 宏观（稳流气道试验 台）检测优点
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
缸内空气运动重要性
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。
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 。
鉴定与评价（续二）
先后通过了教育部3次子项目的鉴定
（1998年，2003年，2005年）
国家教委1994年科技进步三等奖 天津市1999年科技进步三等奖 教育部2005年提名国家科学技术奖
科技进步一等奖
广西玉柴机器股份有限公司技术中心
重庆隆鑫集团技术研究开发中心 广西玉柴机器股份有限公司质量部 潍坊柴油机厂中速机厂 广西玉柴机器股份有限公司装备厂 河南缸盖厂 重庆志成机械厂 天津一汽夏利轿车股份有限公司产品开发中心 南昌大学 江淮汽车股份有限公司
25
26 27 28 29 30 31 32 34 36
TUST104
TUST104 TUST103 TUST103 TUST103 TUST103 TUST103 TUST103 TUST103 TUST103
广西玉柴机器股份公司第二发动机厂轻微车间
广西玉柴机器股份公司第一发动机厂重机车间 长城汽车股份有限公司汽车工程研究院 重庆隆鑫集团技术研究开发中心 重庆建设集团技术中心 中国船舶工业总公司第七一一研究所 广西玉柴机器股份有限公司装备厂（大缸径用） 广西玉柴机器股份有限公司技术中心 北京理工大学 广西柳机动力有限公司
序号
1
2 3 4
型 号
TUST-I
TUST-Ⅰ TUST-II TUST-Ⅰ
使 用 单 位
广西玉柴机器股份有限公司技术中心
天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室 广西玉柴机器股份有限公司技术中心 中国人民解放军军事交通学院
序号
17
18 19 20
型 号
TUST102
TUST102 TUST103 TUST103
TUST103 TUST103 TUST103
潍柴动力股份有限公司技术中心
洛阳北方易初摩托车有限公司 绵阳新晨动力有限公司 上海比亚迪汽车股份有限公司
9
10 11 12 13 14 15 16 33 35
TUST-Ⅳ
TUST-Ⅳ TUST-Ⅴ TUST102 TUST-Ⅴ TUST102 TUST102 TUST101 TUST103 TUST103
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
a) 涡流测量
b) 滚流测量
用叶片风速仪的方法测量涡流或滚流（
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。
气道稳流试验优越性
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。
实现自动化 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。
可缩流
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
37
39 41 43
TUST103
TUST103 TUST103 TUST103
上海通用汽车有限公司
广西玉柴机器股份有限公司质量部 洛阳拖拉机股份有限公司 华晨汽车股份有限公司
38
40 42
TUST103
TUST103 TUST103
广西玉柴机器股份有限公司装备厂
广西玉柴机器股份有限公司第二发动机厂 天长缸盖厂
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
变压差方法的提出
定压差（3500 Pa）与变压差试验结果的比较