基于冷却液温度的发动机热平衡试验研究

节能减排在2012年已经成为热点话题，随着我国汽车产销量的不断增长，汽车保有量也在快速的增加，致使我国的环境污染和空气指数逐步成为国际舆论的焦点。在2012年年初，国家开始进行PM2.5指标的监测和发布，大力提倡节能减排的时代已经到来。汽车尾气是其中重点关注项目，汽车排放标准由原来的国II升到国III，以及即将实施的国IV和未来要实施的国V，汽车的节能减排势在必行。在目前的汽车技术背景下，节能的技术手段越来越多，在发动机技术上主要有两个方面，第一是提高发动机的热效率；第二是改善发动机排放。本文主要研究的是发动机的热量分布以及如何优化提高发动机的热效率。随着发动机热负荷的不断增加，对冷却系统提出了更高的要求。冷却系统对发动机的工作状态有决定性的作用，尤其是对发动机的动力性和经济性有显著的影响。所以很多汽车厂家或者技术研究院都把如何提高发动机冷却系统冷却效率、降低能耗作为内燃机技术研究的重要方向。 本文以某型PFI汽油机为研究对象，基于发动机的冷却液温度研究了发动机热量的分布规律和影响因素，主要是研究冷却液温度、发动机转速、负荷三个变量，对发动机冷却系统和发动机热量分布的影响。在试验研究中，发动机的冷却液进口温度设置为90℃和100℃两个温度，转速从1000r/min开始变化，以500r/min为增量，一直变化到6000r/min；负荷变化以15%为起点，每次按5%增长，一直做到100%。通过试验数据计算分析，深入讨论了发动机转速和负荷对发动机冷却液状态以及发动机热量分配的影响，得出了发动机在高进口温度和不同工况下,发动机冷却液的压变特性、温变特性、流变特性；同时也分析了发动机在冷却液进口温度为90℃和100℃的条件下，转速、负荷变化时，发动机各部分热量的分布规律以及影响因素。本试验用MAP的方式去采集实验数据，通过数据积累可以为新车型冷却系统的自主开发设计提供一系列的经验参数，并提出优化设计方案，提高发动机的热效率。 本文主要研究内容如下： （1）搭建发动机热平衡试验台架，完成试验装备的设计、组装、测试和发动机的调试。 （2）通过台架试验测量发动机的机械损失。 （3）研究冷却液在高温（冷却液进口温度为90℃和100℃）条件下，发动机冷却液的压变特性、温变特性、流变特性。 （4）研究冷却液在高温（冷却液进口温度为90℃和100℃）条件下，发动机各部分热量随转速和负荷的变化规律以及在外特性下发动机各部分热量的变化情况。 （5）对比分析发动机冷却液在进口温度为90℃和100℃的两种情况下，发动机冷却液热参数和热量分布的差异。 （6）通过实验数据分析,提出部分发动机冷却系统的优化意见和建议。