二冲程汽油机分层扫气性能的数值模拟研究

二冲程汽油机分层扫气性能的数值模拟研究

文

华，刘永长，魏明锐

（华中科技大学能源与动力工程学院）

【

摘要

】

：

本文简述了二冲程汽油机常用的两种分层扫气方式

—

空间分层和 时间分层的工作

原理，并采用

CFD

程 序对小型二冲程汽油机分别采用均匀扫气和这两种分层扫气方式时的

换气过程进行了多维 模拟计算。

计算结果的比较表明，

相对于均匀扫气方式而言分层 扫气方

式具有燃油短路损失小的优点，

但对扫气性能没有明显的 影响，

且燃油的混合不如均匀扫气

充分。

关键词

:

二冲程汽油机

分层扫气

数值模拟

Numerical Study of Stratified Scavenging Performance of

Two-Stroke Gasoline Engine

Wen Hua

Lui Yongchang

Wei Mingrui

(Energy Resources and Power Engineering School, Huazhong University of Science &

Technology)

Abstract:

This paper described the principle of two kinds of stratified scavenging method

used in two-stroke gasoline engine, namely spatial stratification and timely stratification. A

CFD program was used to simulate the gas exchange process of three scavenge

methods, uniform scavenging method and former two ones. The research results show

that stratified scavenging process could reduce the fuel short-circuiting loss, but hardly

effect on scavenging performance, and fuel-air mixture was not uniform, comparing with

that of uniform scavenging method.

Keywords:

two-stroke gasoline engine; stratified scavenging; numerical simulation

一

.

引言

小型二冲程汽油机由于具有结构简单、

轻巧易操作和比功率高等 优点，

目前仍广泛应用于割

草机、小排量摩托车等小型动力机械

[1]

。然而其扫气过程中短路损失造成大量的新鲜充量直

接从排气口流失，使得二冲程汽油机的比油耗和

HC

排放量与四冲程汽油机相比高出许多，

从而阻碍了二冲程汽油机的广泛应用。< /p>

分层扫气技术通过合理地组织扫气，

用 稀混合气或空气将浓混合气和废气隔离开，

阻止新鲜

混合气直接 从排气口流出。

采用这一技术可以有效的解决上述问题，

不仅成 本低，

同时还能

保留二冲程汽油机结构简单的优点，

本文介绍了目前常用的两种分层

扫气方式，

采用计算流体力学的方法模拟发动机分别采用两种分层扫气方式时的气体 流动过

程，并对计算结果进行了分析。

二

.

分层扫气方式

化油器

化油器

簧片阀

排气口

进气道

空气扫气口

混合气扫气口

扫气口

火花塞

排气口

储气通道

(a)

空间分层

(b)

时间分层

图

1

分层扫气方式的结构示意图

近二十年来，关于二冲程发动机分层扫气的方式已有不少专利 和论文

[1-3]

。统观过去的这些

文 献，

根据空气和混合气流入气缸方式的不同，

可以粗略地把分层 扫气方式分为空间分层和

时间分层两类，它们的结构如图

1

所示，两种方式都需要设置两个进气口，一个吸入空气，

另一个带有 化油器

,

吸入浓混合气。在空间分层扫气方式

< br>(a)

中，空气通过簧片阀直接进入曲

轴箱，