某型柴油机热平衡试验分析
2021-02-17蔡超
蔡超
摘 要:通过某型柴油机热平衡试验参数分析和热量计算,为柴油机冷却系统及其相关部件的设计和改进提供依据。
关键词:柴油机 热平衡 试验分析
1 引言
柴油机的热平衡是指燃烧产生的热量分配到发动机各个系统和部分,使得各部件温度趋于稳定的平衡状态。本文以某型柴油机为研究对象,进行热平衡台架试验,并对试验数据进行计算分析。
2柴油机热平衡理论
根据热力学第一定律,柴油机的热平衡方程可表示为:
3 热平衡试验
3.1 试验设备及布置
试验时柴油机冷却水系统为封闭式循环,采用外部循环水冷却;冷却水系统分为高温水和低温水两个独立的系统,各由一台离心式水泵进行压力循环。
3.2 试验方法及要求
3.2.1 试验方法
稳态工况柴油机热平衡试验是在柴油机性能试验中,保持柴油机工况稳定,当柴油机冷却系统、润滑系统、进排气系统达到稳定时,记录柴油机各性能参数;本文的柴油機热平衡试验是在柴油机标定转速下,分别对应25%、50%、75%、100%、110%的标定工况中进行。
3.2.2 试验结果分析
按照试验要求记录测量数据,计算各部分能量如下表:
通过对试验结果的统计分析,该型柴油机的有用功Qe平均占38.63%,冷却水带走热量Qsw与QW平均占21.28%,废气带走热量Qex平均占30.86%,滑油带走热量平均占6.34%,其他热量损失Qmisc平均占2.88%。
通过对比发现,在25%负荷下,柴油机有效功占比有明显的减小,这是由于在低负荷区域时,增压器效率较低,压气机作用此时较弱,当进、排气阀叠开时,可能出现废气倒流,使柴油机性能恶化;此外,在相同转速下,由于低负荷区域柴油机机械效率明显降低,均可导致有效功占比降低。
4 结论
通过对某型柴油机的热平衡试验,并对试验结果进行分析,最终得到了燃油燃烧释放出的总热量在柴油机中的分配情况,为后续优化柴油机冷却系统提供了必要的依据。
参考文献
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