柴油机后处理系统热管理优化试验研究

2021-07-16吴堃刘屹成薛峰杜明房涛宋志良

时代汽车 2021年10期

关键词：工况

吴堃　刘屹　成薛峰　杜明　房涛　宋志良

摘要：针对柴油机后处理系统热管理进行了优化，提出新的方案，并与原方案进行试验对比。通过转毂C-WTVC试验对比，新包裹方案排温提升具有一定效果，整体T6温度差距较小，城郊高速工况T6温度完全重合。分析为城区工况加减速较多，城郊高速工况废气流量偏高，导致包裹材料改善对排温提升一定效果。

关键词：热管理排温工况

1 引言

柴油机因具有独特的优势，而广泛运用于日常的生活之中如：工程机械，汽车发动机等[1]。柴油机的动力来源就是将柴油经过高压喷射到缸内，与进入缸内的空气进行混合燃烧对外做功，所以燃烧的过程产生了大量的热，这些的热量一部分做功，还有一部分进行热传递，剩下的热量随着废气排出气缸[2]。这些废气具有一定的热量和能量，假如能够更好的利用，将是一个非常不错的前景。

本文在原方案的基础上进行的优化，设计出新的方案。分别进行转毂稳态点测试，转毂进行C-WTVC瞬态排温验证以及道路进行空载四档城区1000rpm长怠速与1200rpm长怠速排温测试。得出新方案在T6有一定的提温效果，在道路试验测试中新方案T3至T6温降可提升一定范围的温度效果。有了试验数据的支撑，可以更好的在此基础下一步的优化和设计。

2 试验验证

本次的试验分别安排在发动机试验台架上和整车在城区道路进行的，发动机的主要技术参数如表1所列，整车的技术参数如表2所列以及整车试验图如图1所示。

在试验中保持环境仓保持温度30℃±1、道路环境温度偏差±2℃。这样最大限度的减少环境温度对试验结果造成的影响。原后处理的方案为：前管包裹材料及厚度与后处理包裹材料与厚度：原排气弯管本身采用隔热保温护套进行包裹[3]，保温隔热护套由内外两层材料组成，内层是火山岩编织层，自然状态壁厚5.0mm，外层为不锈钢箔，壁厚0.15mm，后处理内部厚度为6毫米。原方案包裹状态如图2所示：在此基础上我们进行了一些优化，设计出新方案，具体如下：前管包裹沿用原方案，并在原方案基础上增加10mm弹簧包裹，包裹编制层内填充玻璃纤维;后处理方案由6mm壁厚更改为8mm壁厚，内层填充玻璃纤维，新方案包裹状态如图3所示。

试验方案：将新包裹方案与原方案分别按进行下列试验过程进行排温测试。

1、转毂稳态点测试，稳定转速1000rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm，各转速进行油量为5mg、10mg、15mg、20mg的排温测试;

2、转毂进行C-WTVC瞬态排温验证;

3、道路进行空载四档城区1000rpm长怠速与1200rpm长怠速排温测试。

3 实验结果及分析

3.1 转毂稳态点测试结果

图4显示了新方案与原方案T4偏差。可以看出通过新方案与原方案转毂稳态点测试可看出，新方案T4温度在小负荷工况有一定的提升效果。图5显示了新方案与原方案T6偏差。通过新方案与原方案转毂稳态点测试可看出，新方案小负荷T6温度有一定的提升效果。

3.2 C-WTVC排温结果

通过转毂C-WTVC试验对比如图6所示，新包裹方案排温提升具有一定效果，整體T6温度差距较小，城郊高速工况T6温度基本重合。分析为城区工况加减速较多，城郊高速工况废气流量偏高，导致包裹材料改善对排温有一定的提升效果。

3.3 道路测试结果

进行了新方案的道路测试结果如表3所示。空载四档城区1000rpm长怠速30分钟测试，新方案T3至T6温降可提升20℃;空载四档城区1200rpm长怠速30分钟测试，新方案T3至T6温降可提升22℃。

4 结论