增压中冷柴油机热平衡试验研究.pdf

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1、李玉松张波涛任良成郑国世：增压中冷柴油机热平衡试验研究肆—9已、!硷—，已—x—j己—Ⅺ48设计研究}、r气虾～刁f—or7Xr7Xr7Xr叫增压中冷柴油机热平衡试验研究ResearchonHeatRejectionforTurbochargedAfter——coolerEngine李玉松张波涛任良成郑国世(东风康明斯发动机有限公司)[摘要]发动机热平衡表示热量分配情况，热平衡试验一方面可以为汽车制造厂提供冷却液和中冷器散热量以确定冷却系统零件的尺寸，另一方面可以根据发动机的有效输出功率，评价发动机的热效率。经过对热平衡试验的理论、试验设备、试验步骤和数

2、据处理进行了研究，其成果可为增压中冷柴油机制造厂的热平衡试验提供参考。[关键词]柴油机热平衡试验研究Abstract：Engineheatrejectionindicatedtheenergydistribution．Engineheatrejectiontestcanprovideheatrejectionofcoolant&after—coolerforOEMtodesignrightradiatorandafter—cooler．atthesametime，alsogettheeffectiveenginepowerandevaluatetheen

3、gineefficiency．Thispaperdescribedheatrejectiontesttheory，testequipments，testprocess，dataanalysis＆theirresearchesetc．Theresultisforreferenceofengineheatrejectiontestforturbochargedafter—coolerEngineCompany．Keywords：DieselEngineHeatrejectionTestresearchU刖吾随着中国能源消耗攀升和污染恶化，节能和环保成为汽车行

4、业乃至中国工业的两大主题。发动机的热平衡是分析进入发动机的空气和燃油燃烧产生的总热量的去向，为提高发动机和整车的热效率提供数据支持。下文介绍了一种增压中冷柴油机热平衡试验方法。根据发动机的热平衡试验数据主要可以开展如下工作：1)根据发动机的输出功率和热量分配，评价发动机的热效率；2)评价发动机的冷却系统，设置合适的水泵流量、发动机内部冷却通道和发动机内部冷却阻力等；3)为整车冷却系统和中冷系统主要参数的选定提供依据。如散热器和中冷器的散热面积，冷却管路的截面积，风扇直径、转速和风量等参数。1发动机热平衡理论发动机热平衡时热量表现为有效功率及各种损失的分配

5、情况。增压中冷发动机的能量主要包含如下几个部分：图1能量传递不薏围1)H辨气为进气带入发动机的能量；2)H排气为排气带走发动机的能量；3)Q中冷为中冷器带走发动机的能量；4)Q环境为发动机向环境传递的能量；5)Q冷却液为冷却液带走发动机的能量；2内燃机与配件2014年第8期6)w发删为发动机的输出总功率；7)E燃油为燃烧燃油产生的能量。能量传递示意见图l，能量传递公式为：H进气+E燃油=H排气+Q中冷+Q冷却液+Q环境+W发动机2发动机热平衡试验方法与步骤新型发动机在进行热平衡试验前需要对发动机进行磨合，以确保发动机进入正常的工作状态，典型的新型发动机磨

6、合时间为50小时；已运行超过50小时发动机不需要进行磨合试验，但需要进行热机，然后开始热平衡试验。车用和工程机械发动机一般选择外特性曲线上额定功率点、最大功率点和最大扭矩点进行热平衡试验，而发电机用发动机一般选择备用功率点、首要功率点和连续功率点进行热平衡试验。测试工况为稳定工况，试验过程中必须达到热平衡，各温度参数跳动不大于o．5度，典型的、狈0试时间为每个测量点稳定运行20分钟。热平衡试验的主要测量参数有：发动机进出水温度、发动机进水流量、中冷器进出气温度、进气流量和温度、发动机转速、扭矩、增压器压气机进口进气温度、小时燃油消耗量、增压器涡壳出口排气

7、温度、过量空气系数等。3发动机热平衡试验设备和仪器仪表热平衡试验主要的测量设备有温度传感器、流量传感器和测功机。温度传感器需要选择合适的量程，例如典型的发动机进出水温度在80一lOO摄氏度，中冷进气温度200摄氏度左右，中冷出气50摄氏度左右。测量精度要求o．05摄氏度，一般选择四线制的lyi,100铂电阻温度传感器。冷却液温度传感器应该尽可能的靠近发动机；发动机进气中冷器进口的温度测量传感器尽可能靠近增压器出口，发动机进气中冷器出口的温度测量传感器尽可能靠近发动机。流量传感器同样需要选择合适的量程，必要的时候对流量传感器进行标定。流量传感器前后需要有足

8、够长度的直管，以保证测量的准确性。通常涡轮流量计要求有十倍直径的上游直管和三倍直