海拔对柴油机热平衡的影响研究.pdf
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1、内燃机与配件w w w n r j p j c n海拔对柴油机热平衡的影响研究李章恒,刘典云,张文雄,张双付,解礼兵(中汽研汽车检验中心(昆明)有限公司,云南 昆明 )摘要:通过研究柴油机在不同海拔下的热量分配和热效率情况,表明随着海拔的增加,柴油机燃烧功率和输出功率逐渐降低,而排气散热功率逐渐增加.同时,循环水散热功率和占比均随着海拔的升高而降低,相比米降低 之间.余项热量损失功率和占比均随着转速的升高而增加;随着海拔的升高,排气热量和余项热损失占比保持不变,而柴油机热效率占比随着海拔的升高呈现下降的趋势,在负荷特性下,这些参数基本不受海拔的影响.在高海拔地区,随着发动机本体热负荷增加,在发
2、动机零部件设计时应充分考虑高海拔带来的热应力增加,以保证高海拔下的零部件可靠性.关键词:柴油机;高海拔;热平衡;试验中图分类号:T K 文献标识码:A文章编号:X()R e s e a r c ho nI n f l u e n c eo fA l t i t u d eo nH e a tB a l a n c eo fD i e s e lE n g i n e sL iZ h a n g h e n g,L i uD i a n y u n,Z h a n gW e n x i o n g,Z h a n gS h u a n g f u,X i eL i b i n g(C AT A
3、R CA u t o m o t i v eT e s tC e n t e r(K u n m i n g)C o,L t d,Y u n n a nK u n m i n g )A b s t r a c t:B ys t u d y i n g t h eh e a t d i s t r i b u t i o na n d t h e r m a l e f f i c i e n c yo fd i e s e l e n g i n e sa td i f f e r e n t a l t i t u d e s,i t i s s h o w nt h a tw i t ht
4、 h e i n c r e a s eo f a l t i t u d e,t h e c o m b u s t i o np o w e r a n do u t p u tp o w e ro fd i e s e l e n g i n e sg r a d u a l l yd e c r e a s e,w h i l e t h ee x h a u s th e a td i s s i p a t i o np o w e rg r a d u a l l yi n c r e a s e s M e a n w h i l e,C i r c u l a t i n g
5、w a t e rh e a td i s s i p a t i o np o w e ra n dp r o p o r t i o nd e c r e a s ew i t h t h e i n c r e a s e o f a l t i t u d e,w i t ha d e c r e a s e o f c o m p a r e d t o m e t e r s T h e r e m a i n i n gh e a t l o s s p o w e r a n dp r o p o r t i o n i n c r e a s ew i t h t h e i
6、 n c r e a s eo f s p e e d;W i t h t h e i n c r e a s eo f a l t i t u d e,t h ep r o p o r t i o no f e x h a u s t h e a t a n d r e s i d u a l h e a t l o s s r e m a i n su n c h a n g e d,w h i l e t h ep r o p o r t i o no f d i e s e l e n g i n e t h e r m a l e f f i c i e n c y s h o w
7、s ad e c r e a s i n g t r e n dw i t ht h e i n c r e a s eo f a l t i t u d e U n d e r l o a dc h a r a c t e r i s t i c s,t h e s ep a r a m e t e r sa r eb a s i c a l l yn o t a f f e c t e db ya l t i t u d e I nh i g h a l t i t u d ea r e a s,a s t h e t h e r m a l l o a do f t h ee n g i
8、 n eb o d y i n c r e a s e s,t h e i n c r e a s e i nt h e r m a l s t r e s sc a u s e db yh i g ha l t i t u d es h o u l db ef u l l yc o n s i d e r e d i n t h ed e s i g no f e n g i n e c o m p o n e n t s t oe n s u r e t h e r e l i a b i l i t yo f c o m p o n e n t s a th i g ha l t i t
9、 u d e K e yw o r d s:D i e s e l e n g i n e;H i g ha l t i t u d e;H e a tb a l a n c e;T e s t作者简介:李章恒(),男,硕士研究生,主要研究方向为机动车高原检测认证及测试技术.概述柴油机作为应用广泛的动力设备,在国民工业的各行各业发挥着重要的作用,在柴油机工作的实际工程中,喷入缸内的燃油燃烧后释放的热量仅有不到一半转化为有效功,另外很大一部分都被排气气流、发动机冷却水、中冷散热器及发动机机体对外辐射散热等耗散.我国高原地区幅员辽阔,海拔高于 m的国土面积约占全国的 ,常驻人口达到 亿,载货汽车保
10、有量 万辆,大中型农用机械和占全国比重达到 .与平原相比,高原地区大气压力低,含氧量低,海拔起伏大,相对于东部低海拔地区,柴油机在高原环境下燃烧恶化、热负荷增大等引起柴油机的动力性、经济性和热平衡性等指标发生显著变化,使设备难以满足工作要求.海拔对柴油机热平衡的影响是一个复杂的理化现象,涵盖了物理学、化学和工程学的多方面知识.随着全球海拔差异化的发展,探究海拔对柴油机热平衡的影响显得尤为重要.随着海拔的升高,柴油机进气量减小、缸内氧含量降低、油气混合质量变差、滞燃期变长,燃油燃烧不充分,燃烧状况恶化,小负荷下火焰淬熄和局部缺氧加剧、缸内燃烧温度增加、后燃现象严重等导致燃油燃烧不完全,T H C
11、、C O和碳烟颗粒排放增加、排气温度升高,机体热负荷增加,同时冷却系统的散热能力也会下降.因此通过试验研究柴油机在高原环境下的热平衡就显得十分重要.韩冰通过搭建柴油机试验台架研究了不同转速、负荷及冷却水温度下的柴油机各部分热量的分配和平衡情况.杨春浩等人通过建立发动机热平衡试验系统,验证了在不同海拔条件下的两级增压柴油机热平衡性能,结果表明,两级增压柴油机在高海拔条件下工作时,缸内燃烧的最高温度将提高,发动机热负荷将增加;在高原环境下通过采用两级增压技术可以使得柴油机的动力性获得恢复,但是低转速的动力性恢复没有中高转速好.熊祖明通过搭建的柴油机热平衡试验台架,研究了不同水温条件下柴油机的热平衡
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