基于冷却系统的柴油机热管理系统研究

由于柴油机具有较高的热效率和较强的动力性,因此作为农业机械的配套动力而广泛使用。柴油机的开发和利用也越来越受到重视。随着能源危机以及环境污染严重,节能减排的法规陆续出台,研制热效率高,排放低的柴油机成为柴油机开发的重点工作。对柴油机的热量分布研究也逐渐的深入。在这种情况下提出了对柴油机的热管理研究。柴油机的热管理系统是冷却系统,润滑系统,进排气系统,增压中冷系统以及EGR冷却系统的集成,将柴油机的各热流子系统集成控制,以便于合理的利用热能,提高热效率。其中冷却系统是热管理系统的核心组成部分,传统的冷却系统一般由散热器,冷却水管,节温器,冷却水套,水泵等组成。冷却液将热量从发动机吸收并传递到大气中去。本文以某498柴油机为研究对象,通过搭建柴油机热平衡试验台架,研究柴油机冷却水温度对柴油机功率,油耗,烟度和CO、NO、HC、NOx等排放的影响。通过发动机冷却水恒温控制装置对发动机出水口温度进行调节,水温从55℃到95℃每隔10℃进行调节。发动机转速由1000r/min到2400r/min每隔200r/min进行调节。负荷由10%开始每次增加10%直至加载到100%负荷。通过对试验数据的采集分析,在发动机不同转速不同负荷条件下分析发动机冷却水温度对功率、油耗、排放的影响从而确定各个工况下发动机的最佳冷却水温度。通过对发动机冷却系统的匹配优化,主要对水泵,风扇,水箱等参数的选择,使发动机在不同工况下都始终运行在最佳温度范围,从而提高发动机的动力性,经济性和可靠性。进而提高发动机的热效率。本试验对影响发动机热量利用的各参数进行采集,对今后优化控制发动机冷却水温度提供经验数据的参考作用。本文的主要研究工作有：1搭建发动机热平衡试验台架,安装校对各温度传感器,压力传感器等。2进行发动机热平衡台架试验。3控制发动机出水温度,调节发动机转速、负荷,采集各个工况下发动机的功率、油耗、排放等性能参数。4对采集的功率,油耗,排放等参数进行整理分析,找出在不同工况下,发动机最佳运行状态下冷却水的温度,并对扭矩点不同进水温度,各负荷下发动机热量分布进行研究。5对发动机冷却系统进行优化匹配,主要对水泵,风扇,水箱各参数进行优化设计,使之满足发动机能够在最佳运行冷却水温度下运行的要求。6对优化匹配后的冷却系统进行试验校核。