发动机数据流看哪几组（发动机知识点滚流）
发动机数据流看哪几组（发动机知识点滚流）进气过程中后期：活塞顶面离开缸盖一定距离，滚流在气缸内开始形成，滚流角动量开始累加；进气过程早期：由于滚流的进气受活塞顶面的影响而遭到破坏，所以在气缸内不能形成大尺度的、有组织的滚流，虽然在这期间有可能在稳流试验台上测出滚流的转速和动量，但实际发动机中的滚流角动量却为0；在柴油机中，在气缸内组织空气的涡流运动是加强缸内气体流动的方法之一。试验表明，组织适当强度的涡流能有效改善柴油机的燃烧和性能。但在汽油机中涡流的作用却不甚明显，汽油机中紊流对燃烧和性能的影响很明显。由于小尺度紊流易于衰减，为了在火焰传播时有效地形成紊流，有必要在进气过程中向气缸内引入更多的动能以便维持这种大尺度的空气运动，从而保证紊流的强度。由于滚流在压缩行程后期会破碎成紊流，使紊流强度得到加强，因此在汽油机中滚流是涡流很好的替代物，有着涡流所不可比拟的优点。编辑在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织的空气旋流称为滚流
滚流是缸内气流运动的一种，由其涡流的流动方向与气缸轴线垂直而得名，多用于进气道对称布置的多气门发动机，尤其是在蓬顶形燃烧室，对称进气的四气门发动机上更容易实现 。
中文名滚流外文名tumble flow
领 域汽车应 用发动机
目录- 1 滚流简介
- 2 形成过程
- 3 研究方法
- 4 对性能的影响
- 5 滚流的应用
编辑
在柴油机中，在气缸内组织空气的涡流运动是加强缸内气体流动的方法之一。试验表明，组织适当强度的涡流能有效改善柴油机的燃烧和性能。但在汽油机中涡流的作用却不甚明显，汽油机中紊流对燃烧和性能的影响很明显。由于小尺度紊流易于衰减，为了在火焰传播时有效地形成紊流，有必要在进气过程中向气缸内引入更多的动能以便维持这种大尺度的空气运动，从而保证紊流的强度。由于滚流在压缩行程后期会破碎成紊流，使紊流强度得到加强，因此在汽油机中滚流是涡流很好的替代物，有着涡流所不可比拟的优点。
形成过程编辑
在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织的空气旋流称为滚流。滚流在发动机气缸内经历如下的物理过程(见图1)：
进气过程早期：由于滚流的进气受活塞顶面的影响而遭到破坏，所以在气缸内不能形成大尺度的、有组织的滚流，虽然在这期间有可能在稳流试验台上测出滚流的转速和动量，但实际发动机中的滚流角动量却为0；
进气过程中后期：活塞顶面离开缸盖一定距离，滚流在气缸内开始形成，滚流角动量开始累加；
压缩过程的早期和中期：气缸内的滚流得到维持和发展；
压缩过程的后期：滚流受到上行活塞的挤压破碎成紊流，紊流强度明显上升。
图1 滚流的形成和发展
从上面的分析可以看出，存在着一个临界的曲轴转角A，进气过程当活塞下行至曲轴转角U=A之前，缸内不能形成有效的滚流，而在压缩过程活塞上行至U=A之后，缸内的滚流破碎成紊流，紊流强度上升，有效地改变发动机的性能。 [1]
研究方法编辑
国内外对缸内气体流动的研究方法分为微观研究方法和宏观研究方法两种。
微观研究方法主要是利用特定的仪器研究缸内湍流速度场的分布情况。研究的设备有热线风速仪CTA、激光多普勒测速仪LDA和激光粒子图像速度场测量仪PIV等。这种研究方法的优点是研究的信息丰富，阐述的机理比较透彻，能知道滚流的生成到破碎的机理，能探明缸内湍流动能的分布情况及其变化。其缺点有仪器昂贵、工作量大、操作复杂等，最主要的缺点是该方法只适用于理论研究，对实际工作的指导作用有限。
宏观研究方法主要是指稳流试验技术，即利用气道试验台进行研究。这种研究方法的优点是原理简单，结果比较可靠，能广泛地用于对实际工作的指导，能在较快时间内给出试验结果，效率较高。该方法的缺点是得到的信息不够详尽，无法得知缸内具体湍流速度场的分布情况。
两种研究方法各有利弊，研究时采取哪种方法要根据实际情况而定。
对性能的影响编辑
大量研究表明，涡流和滚流的产生都可以增加压缩终了时的湍流强度，从而使火焰前锋发生皱褶，增加火焰前锋的面积并加速已燃气体与未燃气体之间热量传递，提高燃烧速率。而滚流对燃烧的改善作用比涡流更大。涡流流动主要是通过大尺度流动与壁面之间的剪切作用使其在压缩过程中逐渐破碎成小尺度湍流，其间能量逐渐耗散，到压缩终了时有 1/3～1/4 的初始动量矩都将损失掉。而滚流运动在压缩过程初期和中期得到加强，在压缩后期由于剧烈形变会发生瞬间破碎，形成强度较大的湍流，此湍流运动可以大大加快火焰传播速度，抑制爆震，减少循环变动，提高稀燃能力，改善汽油机性能。 [2]
滚流的应用编辑
新型缸内直喷汽油发动机滚流燃烧室结构，并将其应用于4G15缸内直喷汽油机，该 发 动 机 是 在1．5 L进 气 管 道 喷 射 汽 油 机（JL4G15）的基础上改造而成的。通过计算流体仿真和发动机实验研究，结果表明这种新型滚流燃烧室可以获得理想的缸内滚流运动，配合分层EGR技术可以达到提高内燃机工作效率和同时降低排放的目标。
新型滚流燃烧室结构实现了进气门下方活塞顶凸起且呈斜坡面可以形成挤流面，在进气过程中有利于排气一侧快速形成滚流；在活塞上行阶段，排气门下方活塞顶凸起的顺滚流面的弧面，可使得活塞顶表面的气体流速加快，并且强烈冲扫活塞上表面，活塞顶面油膜因此而被带入流团中心，从而抑制了碳烟的产生；通过合理的燃烧室设计，即使不采用垂直向下的滚流进气道，也可以提高滚流的强度，降低气缸盖布置的难度；发动机燃油经济性随着EGR的 增加而降低，且较低的EGR可以大幅降低NOx排放，因此不必追求过高的EGR。 [3]
