二、滚流 滚流是在内燃机进气过程中形成的另一种客观的大尺度涡流。 与进气涡流相同的是,二者都是在进气过程中由进气道和气缸壁形 成的。两者的区别在于涡流的旋转轴与气缸轴线平行或重合,而滚 流的旋转轴线与气缸轴线垂直。在一般立式内燃机中,涡流的轴线 与气缸轴线平行,称为立轴涡流而滚流轴线与气缸轴线垂直,也称 为横轴涡流。还有一种涡流旋转轴即不是垂直方向的,也不是水平 方向的,通常称这种涡流叫斜轴涡流,它是由涡流与滚流合成的缸 内宏观气流运动。 对于四气门汽油机来说,斜轴涡流在关闭双进气道中的一个而 保证另一个进气道正常工作的情况下较为常见,但在双进气道同时 进气时,缸内宏观气流运动主要是滚流
二、滚流 滚流是在内燃机进气过程中形成的另一种客观的大尺度涡流。 与进气涡流相同的是，二者都是在进气过程中由进气道和气缸壁形 成的。两者的区别在于涡流的旋转轴与气缸轴线平行或重合，而滚 流的旋转轴线与气缸轴线垂直。在一般立式内燃机中，涡流的轴线 与气缸轴线平行，称为立轴涡流,而滚流轴线与气缸轴线垂直，也称 为横轴涡流。还有一种涡流旋转轴即不是垂直方向的，也不是水平 方向的，通常称这种涡流叫斜轴涡流，它是由涡流与滚流合成的缸 内宏观气流运动。 对于四气门汽油机来说，斜轴涡流在关闭双进气道中的一个而 保证另一个进气道正常工作的情况下较为常见，但在双进气道同时 进气时，缸内宏观气流运动主要是滚流
图4-6滚流产生和发展 (一)滚流的产生及其发展变化 对于四气门的汽油机所采用的坡屋顶燃烧室,两个进气门和两 个排气门分别对称的布置在它的两侧。这样吸入缸内的空气很容易 形成横向大尺度滚流,其尺度相当于缸径的大小。图4-6所示的是 这种四气门汽油机缸内滚流产生和发展示意图
图4－6 滚流产生和发展 （一）滚流的产生及其发展变化 对于四气门的汽油机所采用的坡屋顶燃烧室，两个进气门和两 个排气门分别对称的布置在它的两侧。这样吸入缸内的空气很容易 形成横向大尺度滚流，其尺度相当于缸径的大小。图4－6所示的是 这种四气门汽油机缸内滚流产生和发展示意图
由图可见,从进气道进入气缸的气流形成了如箭头所示一边下沉 边绕横轴旋转的滚流运动。 为了降低进气阻力,且在缸内形成较强的滚流,必须选择适当 的气道结构和形状。如图4-7所示,四气门汽油机的进气道一般有 两种,一种是分叉式,一种是单独的两个进气道。对比测试表明后 者的滚流速度和流量系数要大,可见后者的滚流与通流能力要比前 者强。另外图中H值大的要比H值小的滚流速度和气道流量系数大。 因此,H值大的高位切向双进气道被认为是四气门汽油机较为理想 的进气道结构。 图4一7两种不同结构的进气道
由图可见，从进气道进入气缸的气流形成了如箭头所示一边下沉一 边绕横轴旋转的滚流运动。 为了降低进气阻力，且在缸内形成较强的滚流，必须选择适当 的气道结构和形状。如图4－7所示，四气门汽油机的进气道一般有 两种，一种是分叉式，一种是单独的两个进气道。对比测试表明后 者的滚流速度和流量系数要大，可见后者的滚流与通流能力要比前 者强。另外图中H值大的要比H值小的滚流速度和气道流量系数大。 因此，H值大的高位切向双进气道被认为是四气门汽油机较为理想 的进气道结构。 图4－7 两种不同结构的进气道
滚流和涡流均能起到保存进气动能,促进混合气形成和燃烧、 提高空气利用率和降低燃烧系统对过量空气系数的要求等作用。但 是滚流还具有比涡流在上止点更能生成大量微小涡旋,且以不规则 的脉冲运动扩展成为强度很高的湍流,从而更有利于促进燃烧的进 行 图4-8说明了缸内滚流的发展变化的三个阶段。 进气滚流 滚流压缩 滚流破碎 图4-8缸内滚流的发展变化过程
滚流和涡流均能起到保存进气动能，促进混合气形成和燃烧、 提高空气利用率和降低燃烧系统对过量空气系数的要求等作用。但 是滚流还具有比涡流在上止点更能生成大量微小涡旋，且以不规则 的脉冲运动扩展成为强度很高的湍流，从而更有利于促进燃烧的进 行。 图4－8说明了缸内滚流的发展变化的三个阶段。 图4－8 缸内滚流的发展变化过程
第一阶段在进气时产生滚流运动。 第二阶段在压缩早、中期,滚流遵守动量矩守恒而得到加强, 但又受到壁面摩擦和流体剪切应力的抑制。 第三阶段滚流受到活塞运动的挤压而破碎成微涡旋,且迅速 形成较强的湍流。 (二)滚流对燃烧过程的影响 湍流运动可以较大的提高燃烧速度,改善内燃机的性能。 在滚流辅助燃烧的情况下,由于存在较强的湍流,使着火滞燃 期短,火焰前锋的传播速度加快,因而使燃烧持续期明显减少。此 外,还有利于改善内燃机部分负荷工况的燃烧稳定性,使之可同时 获得降低油耗和污染物排放的效果。由于滚流燃烧系统对爆震相对 敏感性较小,因此可以提高内燃机的平均有效压力5%左右。 在内燃机高负荷工况下,加快燃烧可能导致压力升高率上升, 使燃烧噪声増大。因此对不可调进气系统而言,它只能在发动机较 窄的运行范围内获得高的性能。为了发挥滚流对部分负荷性能的改
第一阶段 在进气时产生滚流运动。 第二阶段 在压缩早、中期，滚流遵守动量矩守恒而得到加强， 但又受到壁面摩擦和流体剪切应力的抑制。 第三阶段 滚流受到活塞运动的挤压而破碎成微涡旋，且迅速 形成较强的湍流。 （二）滚流对燃烧过程的影响 湍流运动可以较大的提高燃烧速度，改善内燃机的性能。 在滚流辅助燃烧的情况下，由于存在较强的湍流，使着火滞燃 期短，火焰前锋的传播速度加快，因而使燃烧持续期明显减少。此 外，还有利于改善内燃机部分负荷工况的燃烧稳定性，使之可同时 获得降低油耗和污染物排放的效果。由于滚流燃烧系统对爆震相对 敏感性较小，因此可以提高内燃机的平均有效压力５％左右。 在内燃机高负荷工况下，加快燃烧可能导致压力升高率上升， 使燃烧噪声增大。因此对不可调进气系统而言，它只能在发动机较 窄的运行范围内获得高的性能。为了发挥滚流对部分负荷性能的改