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设计制造润滑与可靠性

摘要

对置活塞二冲程柴油机（Opposed-Piston Two-Stroke Engine, OP2S）由于其功率密度高、平衡性好、热效率潜力高等特点，在如今对柴油机高强化、轻量化的需求背景下正在获得越来越多国内外研究机构的重视，尤其使用在辅机、无人机等小型特种装备上。OP2S 取消了发动机气缸盖结构，从而减少了缸内传热损失，发动机可有更高的指示热效率。正是由于此种结构方式，OP2S 喷油器被安装在气缸缸套上，燃油由气缸圆周方向沿径向喷入气缸中心，喷嘴附近燃油较少，油嘴附近空气难以利用，燃烧持续时间长，后燃现象严重。本文设计开发适用于对置活塞发动机的新型燃烧室，将双卷流的设计理念应用到燃烧室结构中，采用两次旋转形成燃烧室廓形。从理论上找出控制燃烧室廓形的最小独立变量，进行参数化设计，为后续燃烧室结构参数对燃烧性能影响研究奠定基础。利用三维仿真软件CONVERGE分别对普通凹坑型燃烧室和双卷流型燃烧室进行计算。计算结果结果表明：采用双卷流燃烧室可以解决喷嘴附近缺油现象，提高空气利用率；双卷流燃烧室改善油气混合均匀度，大幅度缩短燃烧出续期，导致缸内平均温度提高，热效率提升；油束撞击弧脊后可以缩短滞燃期，进而降低预混阶段形成的可燃混合气，同时使缸内最高爆发压力降低。

关键词

柴油机；二冲程；对置活塞；卷流燃烧室；燃烧特性

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