蔡超

摘 要：通過某型柴油機(jī)熱平衡試驗(yàn)參數(shù)分析和熱量計(jì)算，為柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)及其相關(guān)部件的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī) 熱平衡 試驗(yàn)分析

1 引言

柴油機(jī)的熱平衡是指燃燒產(chǎn)生的熱量分配到發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)和部分，使得各部件溫度趨于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。本文以某型柴油機(jī)為研究對(duì)象，進(jìn)行熱平衡臺(tái)架試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。

2柴油機(jī)熱平衡理論

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，柴油機(jī)的熱平衡方程可表示為：

3 熱平衡試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)設(shè)備及布置

試驗(yàn)時(shí)柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)為封閉式循環(huán)，采用外部循環(huán)水冷卻;冷卻水系統(tǒng)分為高溫水和低溫水兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，各由一臺(tái)離心式水泵進(jìn)行壓力循環(huán)。

3.2 試驗(yàn)方法及要求

3.2.1 試驗(yàn)方法

穩(wěn)態(tài)工況柴油機(jī)熱平衡試驗(yàn)是在柴油機(jī)性能試驗(yàn)中，保持柴油機(jī)工況穩(wěn)定，當(dāng)柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，記錄柴油機(jī)各性能參數(shù);本文的柴油機(jī)熱平衡試驗(yàn)是在柴油機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速下，分別對(duì)應(yīng)25%、50%、75%、100%、110%的標(biāo)定工況中進(jìn)行。

3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

按照試驗(yàn)要求記錄測量數(shù)據(jù)，計(jì)算各部分能量如下表：

通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，該型柴油機(jī)的有用功Qe平均占38.63%，冷卻水帶走熱量Qsw與QW平均占21.28%，廢氣帶走熱量Qex平均占30.86%，滑油帶走熱量平均占6.34%，其他熱量損失Qmisc平均占2.88%。

通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在25%負(fù)荷下，柴油機(jī)有效功占比有明顯的減小，這是由于在低負(fù)荷區(qū)域時(shí)，增壓器效率較低，壓氣機(jī)作用此時(shí)較弱，當(dāng)進(jìn)、排氣閥疊開時(shí)，可能出現(xiàn)廢氣倒流，使柴油機(jī)性能惡化;此外，在相同轉(zhuǎn)速下，由于低負(fù)荷區(qū)域柴油機(jī)機(jī)械效率明顯降低，均可導(dǎo)致有效功占比降低。

4 結(jié)論

通過對(duì)某型柴油機(jī)的熱平衡試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，最終得到了燃油燃燒釋放出的總熱量在柴油機(jī)中的分配情況，為后續(xù)優(yōu)化柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)提供了必要的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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