熱障涂層柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能量平衡的研究

熱障涂層柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能量平衡的研究

汽車(chē)整體能源的使用取決于兩個(gè)因素，即車(chē)輛載荷和動(dòng)力效率。前者取決于速度、加速度和關(guān)鍵車(chē)輛的特征，如質(zhì)量；后者取決于內(nèi)燃機(jī)的熱力學(xué)效率，以及發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器摩擦。柴油機(jī)提供的燃料熱能最終只有1/3轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉β瘦敵?。理論上講，如果可以減少散熱，那么熱效率將會(huì)得到提高。低散熱發(fā)動(dòng)機(jī)就是通過(guò)減少冷卻液帶走的熱量來(lái)達(dá)到此目的。評(píng)估了汽車(chē)在不同載荷下能量平衡的4沖程陶瓷凃?qū)与p缸水冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。評(píng)估的結(jié)果表明：①熱障陶瓷涂層使發(fā)動(dòng)機(jī)水套中的熱量損失減少，筒壁的溫度有所升高。筒壁內(nèi)熱量損失的減少使排氣能量提高。高排氣能量導(dǎo)致更高的排氣溫度，從而使容積效率降低。②熱障涂層柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能更優(yōu)，但熱效率并未提高。③在發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞頂面涂層、氣缸蓋頂面、襯墊、入口和出口的閥門(mén)處進(jìn)行500mm厚的PSZ涂層時(shí)，高、中、低負(fù)荷冷卻劑的熱損失大約分別為23%、33%和48%。在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下（無(wú)涂層），冷卻劑熱損失分別高于有涂層發(fā)動(dòng)機(jī)30%、40%和50%。④在熱障涂層柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，高、中、低載荷下排氣系統(tǒng)的熱損失分別為38%、28%和24%，而標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失值分別是29%、23%和19%。⑤由于熱障涂層發(fā)動(dòng)機(jī)筒壁溫度的升高，雖然渦輪增壓器的高壓力可以解決這一問(wèn)題，但容積效率還是有所下降。

AshishJashvantlalModi. SAE 2012-01-0389.

編譯：王維