0　概述

随着世界能源局势的日益紧张，世界各国家和地区不断推出更严苛的燃油经济性法规，推动内燃机向更高效的方向发展。中国工信部油耗法规要求：到2020年乘用车平均油耗需降至0.05 L/km(即百公里油耗5.0 L)。降低油耗的有效方式之一是提高内燃机的热效率，而快速燃烧结合废气再循环(EGR)技术和高压缩比技术的技术策略使进一步提高燃油经济性和降低油耗成为可能[1-3]。

2017年8月，新西兰环境部发布了关于禁止生产和销售含有塑料微珠的特定产品法律条例修订《禁止生产和销售含有塑料微珠的冲洗类产品》[21]。该条例指出已于2018年6月初生效，且刊登于新西兰公报并在公布后的六个月内生效。该条例将有两类含塑料微珠产品受到影响：一是可冲洗类的化妆品：如面部、身体去角质类产品，牙膏和强力洗手液；二是磨砂清洁产品，包括家用、汽车或工业清洁产品等。

滚流是一种在缸内形成的、旋转轴垂直于气缸轴线的大尺度气流运动方式。高滚流进气系统可以有效地组织缸内直喷汽油机的缸内气体流动，使油气混合更加充分，有利于降低其爆震倾向，提升其燃烧性能[4-6]。合理的滚流设计是实现快速燃烧的重要途径。

本文利用一维和三维软件对汽油机的工作过程进行了数值模拟，探究超高滚流进气系统在缸内直喷高压缩比的燃烧系统中对燃烧性能的趋势性影响，为进气道设计提供了依据，也为严苛油耗法规下高压缩比发动机的设计开发提供了工程基础。

“教育是一种服务”这一理念得到越来越多人的认可与采用，以往人们选择学校时更看重硬件设施，现在更看重学校的服务意识，这也就使得学校间的竞争转移到服务意识。因此，在评价学校时，主管部门不仅要看学校教育质量、师资与管理等方面是否让人们满意，更要看社会、家长、学生对学校服务质量的满意度。倡导“教育是一种服务”，有助于在高校间形成良好的竞争氛围，将教育理念提高到一个新的境界；有助于教育供给者转变其观念，意识到学生不是学校的“产品”，而是其客户——“服务的对象”。

1　研究方案的设计

1.1　进气道方案的设计

本文的研究对象为一台4气门缸内直喷汽油机，表1为发动机参数。

 

表1　发动机参数

  

项目参数发动机型式直列4缸,自然吸气缸径/mm×行程/mm85×88几何压缩比13总排量/L1.997最大气门升程/mm10

现阶段尚未获得QFR慎用病变的有效临床证据，包括涉及心肌桥的靶病变，Medina分型为1,1,1和1,0,1的分叉病变，升主动脉的冠状动脉开口处3 mm内(不包含3 mm)的病变，造影的狭窄段影像过度重叠、目标血管严重扭曲的病变，仍需要继续收集相关临床数据予以确认。

  

图1　进气道特征

1.2　气道稳态试验

为验证所设计的进气道是否可以充分体现气道性能的差异性，对所设计的气道进行了芯盒试制，通过TJUS102型气道试验台对三种气道进行了稳态试验。试验中，根据气阀口的雷诺数判据，小气门升程时的进出口压差设为7 kPa，大气门升程时的进出口压差设为6 kPa。

图2为试验测量出的不同气门升程下各进气道的滚流比和流量系数。从试验结果可以明显看出各气道的差异性：随气门升程的变化，三种气道的滚流比呈现出相似的变化趋势，但不同升程下数值差异较大；三种气道的流量系数均是先快速增加后趋于平缓。在气门升程小于4 mm时，三种气道的流量系数相差甚小；在4 mm升程以后，流量系数出现明显差异。试验结果表明进气道2相对于进气道1加权平均滚流比提高52.2%，加权平均流量系数降低7.3%；进气道3相对于进气道2加权平均滚流比提高25.1%，加权平均流量系数降低12.2%。由此可知，所设计的进气道具有明显的差异性，适用于研究滚流比对内燃机性能的趋势性影响。

  

图2　不同气门升程下的滚流比和流量系数

1.3　计算方案的设计

本研究一共设计了四种仿真计算方案，如表2所示：方案1、方案2、方案3分别采用了所设计的三款不同滚流比的进气道，由于滚流比和流量系数的相互制衡关系，滚流比增大必然会导致流量系数下降，而流量系数直接决定着气缸内的充气量，会影响发动机性能指标[7]；方案4采用了方案3的进气道和方案2的进气入口边界，通过强制进气以排除进气量的影响。表2为各计算方案组合匹配的主要特征。全负荷工况点缸内的流动和燃烧情况直接影响发动机的功率输出。本研究对某全负荷工况点进行了仿真模拟，用一维软件获得各组合方案三维计算所需的边界，三维计算中主要分析了缸内气体速度场、瞬态滚流比、湍动能、当量比分布及火焰前锋面等，通过综合比对得出研究结论。

1）一个永远你对她负责，她却不对你负责的是谁？答:二奶。错！是银行。2）和你时刻相关，但需要时却找不着的是什么？答:空气。错！是组织。3）脱了衣服是兽，穿上衣服是什么？答：衣冠禽兽。错！是教授。4）某人第一个月工资一千，第二个月七百，工资涨了还是降了？答：降了。错！是在负增长。

 

表2　计算方案

  

方案模型边界方案1进气道1进气道1的三维计算进气边界方案2进气道2进气道2的三维计算进气边界方案3进气道3进气道3的三维计算进气边界方案4进气道3进气道2的三维计算进气边界

2　模型搭建和标定

2.1　边界

精确的边界条件对内燃机三维数值仿真计算至关重要。本研究边界条件是采用一维热力学仿真软件Boost的计算标定结果，入口给定了瞬态的进气质量流量和温度，出口给定了瞬态的排气压力和温度，其他壁面也给定了相应的温度，进排气道和燃烧室的初始条件给定的是读取自一维计算标定结果中相对应曲轴转角的压力和温度。

2.2　模型标定

本研究采用FIRE软件对发动机的工作过程进行了仿真计算。湍流模型采用k-ζ-f[8]模型，近壁面处理模型采用Hybrid Wall Treatment模型，燃烧模型采用Extended Coherent Flame Model[9]模型，喷雾撞壁模型采用Mundo Simmmer-feld模型，油滴蒸发模型采用Dukowicz模型，油滴破碎模型采用HuhGosman模型。为了提高计算的准确性，本文对喷雾模型和燃烧模型进行了验证。

图10为火焰前锋面密度。图11为瞬时放热率。从图中可以看出：受缸内湍动能大小和分布的影响，方案1的火焰传播速度要明显低于其他三个方案；在滚流比和湍动能提高后，方案3和方案4的火焰传播速度相对于方案2并没有表现出明显的优势，燃烧持续期相比于方案2略有缩短；从火焰传播速度和放热率可以看出滚流比的增加可以明显加快燃烧速度，但增加到一定程度则对燃烧速度再无明显的影响。方案2和方案4的对比排除了进气量对此燃烧结果的影响，更加准确地表征了滚流比和湍动能对燃烧速度的影响。

  

图3　喷雾参数定义和形态对比

  

图4　喷雾贯穿距试验值与仿真值对比图

为验证三维仿真计算模型的准确性，将方案1的三维计算缸压与一维标定缸压进行了对比，如图5所示。一维标定的缸压最大值略高于三维计算缸压值，三维计算缸压值与一维标定缸压值有较好的一致性，仿真结果具有较高的精度。

  

图5　方案1一维标定缸压和三维模拟缸压对比

3　仿真结果分析

汽油机缸内滚流运动产生于进气过程，在压缩行程末期，缸内的大尺度滚流结构破碎，滚流的能量逐渐转化为湍动能，形成强烈的湍流运动[10]。

从肋拱混凝土3 d、7 d、28 d强度曲线图的变化趋势，可以判断混凝土强度变化情况。根据施工经验，得出3 d强度值约为设计强度的30%，7 d强度值约为设计强度的50%，28 d强度值为设计强度的100%以上。在关键部位制作同条件试件（7 d），破坏荷载为：658 MPa、682 MPa、535.95 MPa，可以达到设计强度79%。

图6为进气门关闭时刻的缸内混合气的流场。由于高滚流气道带来的较高的进气速度，方案2、方案3、方案4在进气门关闭时刻可以形成明显的大尺度滚流运动，而方案1缸内气体流动速度相对较小且流场紊乱，不利于缸内的油气混合，这从后面的当量比的分布图中可以得到验证。随着滚流比的提高，方案3和方案4的速度场分布相比于方案2更为均匀。

  

图6　进气门关闭时刻缸内速度场

图7为计算域内不同方案缸内的瞬态滚流比和瞬态湍动能。瞬态滚流比和气道的稳态试验变化趋势一致，都是在气门升程最大的地方达到峰值，瞬态滚流比和瞬态湍动能均呈双峰分布。通过对比可以发现，湍动能的双峰相位均比滚流比滞后，说明滚流的降低转化为了湍动能。随着滚流比的提高，各方案的缸内瞬态湍动能呈现递增趋势，从而可知，滚流比的提高有助于缸内湍动能的提高。

挠皮肤，只是产生了一些痛觉来遮盖瘙痒，马爹爹用电蚊拍击打自己也是同理，这种办法只是暂时的，痛感消失后往往照痒不误。而且，皮肤受到刺激后，会产生组胺等物质，从而发生变态反应。此时，不但皮肤的天然屏障功能消失，而且从真皮毛细血管内渗出的血清蛋白成为细菌、真菌等各种微生物的培养基地，使皮肤发生感染，出现炎症反应，反而加重原有皮肤病情，造成恶性循环。

  

图7　不同方案缸内的瞬态滚流比和瞬态湍动能

图8为不同方案点火时刻缸内的当量比分布。从图8中可以发现：滚流强度较低的方案1缸内混合气分布明显不均匀，方案3和方案4相对于方案2来说火花塞周围当量比分布更加均匀。

(1) 滚流比的大小影响缸内混合气的分布和湍动能的强度，从而影响缸内燃烧，进而影响发动机的性能。

  

图8　不同方案点火时刻缸内的当量比分布

  

图9　不同方案点火时刻缸内的湍动能分布

研究表明缸内瞬态滚流比大小直接影响湍动能峰值出现时刻及湍动能中心位置，但过高滚流比会导致湍动能中心偏心[11]。图9为不同方案点火时刻缸内的湍动能的分布。本研究中由于活塞带凹坑的特殊设计避免了滚流比的提高带来的湍动能的偏心问题。方案2、方案3、方案4火花塞附近的湍动能相对于方案1明显较高，有利于点火之后火焰的迅速传播。方案2、方案3、方案4湍动能整体分布趋势基本无差异，但从上文的分析可知方案3、方案4的平均湍动能数值较大。

研究中采用直接摄影法对喷雾的宏观形态进行测量，试验中喷油器的喷射压力为20 MPa，喷射环境压力为0.1 MPa。喷雾处理中的喷雾锥角和喷雾贯穿距的定义如图3所示，仿真计算的喷雾宏观形态和喷雾锥角与试验结果偏差不大。图4为喷雾贯穿距试验值和仿真值的对比图。由于试验压力控制、重力、环境压力变化等因素的影响，试验值和仿真值存在一定误差，但不同时刻的喷雾贯穿距离的总体趋势基本吻合。综上，可认为该喷雾模型可以较为准确地反映燃油的喷射和蒸发过程。

  

图10　740°曲轴转角火焰前锋面密度

  

图11　燃烧瞬时放热率对比

图12为缸内平均压力曲线。从图12中可以看出：方案1的缸内平均压力的峰值相对较低；在滚流比和湍动能提高后，方案3、方案4和方案2的平均缸内压力提升明显；相对于方案2来说，方案3和方案4平均缸内压力并没有明显的提升，性能方面没有表现出相应的优势。

  

图12　各方案缸内平均压力对比

4　结论

在这个世界，库里南完全没有竞争对手，非要生拉硬拽，或许同门的幻影算是一个。但和幻影不同的是，除了额外具备的道路适应性和越野能力，库里南应该是我所体验过的劳斯莱斯车型中气质上最具亲和力的一员，而这种亲和力恰恰来自于其创品牌百余年之新的SUV身份。

(2) 较强的滚流比可以将更多能量保留到上止点附近，提高点火时刻缸内平均湍动能，加快火焰的传播速度，缩短燃烧持续期，为提高压缩比降低爆震倾向提供了解决方案。

三峡翻坝高速公路季家坡隧道进口位于宜昌市三斗坪镇陶家溪附近，出口位于季家坡，长3527m，属特长隧道，隧道建筑限界为10.25m（宽）×5.0m（高），其中，车道净宽 7.5m，隧道最大埋深约390m。在设计地质文件中明确，隧道围岩节理裂隙较发育，有裂缝状溶洞发育，且岩体内分布广泛的岩溶裂隙水系统，存在一些由裂隙带溶蚀扩大而成的强径流带，某些部位发育成地下河。施工建设中，监测有高地应力。

(3) 在此燃烧系统中，滚流比增大到一定程度，缸内的平均压力峰值再难提高，对性能的增益已接近极限，过高的滚流比对发动机性能的提升已无明显作用。

参考文献：

[1]　FU J, ZHU G, ZHOU F, et al. Experimental investigation on the influences of exhaust gas recirculation coupling with intake tumble on gasoline engine economy and emission performance[J]. Energy Conversion and Management, 2016,127:424-436.

[2]　OMURA T, NAKATA K, YOSHIHARA Y, et al. Research on the measures for improving cycle-to-cycle variations under high tumble combustion[C/OL]. SAE Paper, 2016,2016-01-0694.[2016-04-05].http://papers.sae.org/2016-01-0694.

(4)区内含矿伟晶岩的蚀变作用以钠长石为主，云英岩化次之，铌钽的富集和钠化密切相关，因此具有强烈蚀变的钠长石、白云母为含矿伟晶岩脉的重要标志。

[3]　YOSHIHARA Y, NAKATA K, TAKAHASHI D, et al. Development of high tumble intake-port for high thermal efficiency engines[C/OL]. SAE Paper, 2016,2016-01-0692.[2016-04-05].http://papers.sae.org/2016-01-0692.

[4]　张振东，尹丛勃，郭辉，等.滚流对直喷汽油机油气混合及燃烧特性影响的数值模拟研究[J].内燃机工程，2013,34(6):58-63.

ZHANG Z D, YIN C B, GUO H, et al. Numerical research into effect of tumble on fuel-air mixing and combustion characteristic in DI gasoline engine[J]. Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2013,34(6):58-63.

[5]　范佳琪，张振东，尹丛勃，等.4气门直喷汽油发动机可变滚流进气系统的试验研究[J].内燃机工程,2013,34(5):50-56.

LIU S Q, SUN Q S, DU G L, et al. Design and experiment of variable intake port for gasoline engine[J]. Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2015,36(4):71-74.

[6]　刘胜强，孙青山，杜更里，等.汽油机可变进气道设计与验证[J].内燃机工程，2015,36(4):71-74.

FAN J Q, ZHANG Z D, YIN C B, et al. Experimental investigation on flow field of variable tumble intake system for 4-valve GDI engine[J]. Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2013,34(5):50-56.

在兼顾流量系数的前提下，设计了三款不同滚流比的进气道来探究超高滚流对发动机性能的趋势性影响。图1展示了三款不同进气道的特征，进气道1为设计的最原始的气道；进气道2在进气道1的基础上加大了气道整体的弯曲程度,进气道靠近气门座部分略向上偏移，同时缩小了进气道和气门座接触口的直径，增加了气门上侧进气量；进气道3相比于进气道2进一步缩小了进气道和气门座接触口的直径，并且加大了进气道靠近气门座部分的弯曲程度。

生物燃料具有良好的可再生性，其发展有着重要战略意义。生物油（bio-oil）、生物柴油（biodiesel）、生物醇类是生物燃料的主要代表。生物燃料的制取方法包括酯交换、热裂解和催化加氢等方法。以油脂类物质为原料制取的生物柴油是生物质燃料发展初期的代表油料。以不可食用的原料制备生物柴油的技术可称为第二代生物柴油技术[1]，从化学方法上，第一代和第二代生物柴油主要通过酯交换制取。通过热化学转化，利用热裂解技术制备生物原油，再经过提质改性得到高品质生物裂解燃油，也是获取高品质车用燃油的技术途径之一[2-3]。

[7]　骆富贵.进气状态对自然吸气汽油发动机性能的影响[D].长沙:湖南大学，2014.

[8]　卫海桥，龚泽文，韩雪松，等.进气道结构对增压汽油机燃烧过程影响的数值模拟[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版)，2015，48(12):1077-1082.

WEI H Q, GONG Z W, HAN X S, et al. Numerical simulation on the effect of intake port structure on the combustion process of a turbocharged gasoline engine[J]. Journal of Tianjin University(Science and Technology), 2015,48(12):1077-1082.

给药途径选择经直肠给药。中医学认为,大肠包括直肠和结肠,与肺相表里,而“肺朝百脉”,所以药物经直肠吸收后可通过经脉上输于肺,再由肺将药物运到五脏六腑、四肢百骸,同时大肠、小肠、膀肌同居下焦,肾主水液,司二使,从而为直肠给药治疗疾病提供了理论基础。现代医学己证实直肠周围有丰富的动脉、静脉、淋巴丛,直肠黏膜具有很强的吸收功能,药物可直接进入血液大循环,从而提高血药浓度,增强疗效。

[9]　韩文艳，许思传，周岳康，等.滚流比对缸内直喷汽油机混合气形成及燃烧的影响[J].内燃机学报，2012，30(6):499-505.

HAN W Y, XU S C, ZHOU Y K, et al. Effect of tumble ratio on mixture formation and combustion of GDI engine[J]. Transactions of CSICE, 2012,30(6):499-505.

[10] 刘国庆，舒歌群，朱航，等.滚流和挤气对汽油机燃烧和性能影响[J].内燃机学报,2011,29(4):307-312.

LIU G Q, SHU G Q, ZHU H, et al. Effect of tumble and squish on combustion characteristic and performance of a gasoline engine[J]. Transactions of CSICE, 2011,29(4):307-312.

[11] 徐玉梁,瞿伟,祖炳峰,等.高滚流燃烧系统对小型增压汽油机性能的影响[J].内燃机工程，2017,38(5):84-89.

XU Y L, QU W, ZU B F,et al. Effects of high tumble combustion system on the performance of a compact turbocharged gasoline engine[J]. Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2017,38(5):84-89.