内燃机冷却润滑介质温度对性能的影响研究

摘要

日益严格的内燃机排放法规使得发动机热效率优化越来越受到重视。在此背景下，能量流实验分析方法是评估各种发动机控制策略潜力的关键所在，旨在优化发动机能耗和识别改善方法。本次工作对能量流测试方法进行了完整描述，其中包括对测定能量项用到的特定实验装置的综合描述以及各能量项的计算方法。然后，研究了不同的冷却水温度对发动机性能参数的影响。在测试了发动机每个能量项在不同冷却水温度下的负荷特性的基础上，绘出相应的能量分配占比图以及能量随水温的变化曲线并分析了相关规律。
　　实验数据对比分析的结果表明：随着冷却水温度的升高，发动机燃油消耗率有所降低，发动机摩擦损失与泵气损失随发动机冷却水温度的升高而减小；水温过高或过低都会造成指示热效率下降；随着水温的升高，缸内工质温度压力上升，着火滞燃期缩短，起燃点提前，主燃期缩短，使放热更集中于上止点附近，在中高负荷燃烧放热率曲线的形态主要受点火时刻的影响；在低负荷工况，发动机水温越高的高压循环热效率越高；一氧化碳的排放主要与过量空气系数呈线性关系。碳氢化合物源排放主要受到燃烧效率与壁面淬熄效应的影响，冷却润滑介质温度越低，壁面淬熄效应出现的频率越高，碳氢化合物源排放越多；发动机冷却水温度主要对中小负荷的氮氧化物源排放影响较大，50％燃烧点出现的越早，氮氧化物的浓度越高；随着负荷的增加，冷却水损失能量占比逐渐下降，而有效功占比有所上升，能量从冷却水不断向有效功转移，适当提高发动机工作负荷，可以改善其燃油经济性；排气损失能量占比大致与有效功占比相当，采取有效的措施将余热能回收利用显得尤为重要；适当提高发动机冷却水温度有利于改善发动机中小负荷的燃油经济性。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

1.4 本章小结

第2章 汽油机缸内工作过程

2.1 发动机的主要性能指标

2.2 缸内热力平衡方程

2.3 缸内燃烧放热规律的计算模型

2.4 本章小结

第3章 发动机试验样机与台架试验

3.1 发动机试验样机介绍

3.2 发动机台架试验

3.3 试验数据初步处理及分析

3.4 本章小结

第4章 冷却润滑介质温度对性能的影响

4.1 冷却润滑介质温度对经济性的影响

4.2 冷却润滑介质温度对燃烧特性的影响

4.3 冷却润滑介质温度对源排放性能的影响

4.4 本章小结

第5章 基于冷却水温度的能量流分析

5.1 冷却水的传热特性

5.2 冷却水温度对能量流分布的影响

5.3 本章小结

总结与展望

全文总结

本文展望

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间发表的论文

致谢