柴油机进水压力对净功率检测的影响研究

0 引言

随着汽车行业的蓬勃发展，越来越多的先进技术应用在发动机上，尤其是发动机的冷却系统，庞大而复杂。在追求性能和满足排放的目标和要求下，柴油机配置了水空中冷器、高低压EGR等需要水冷的部件。那么对冷却系统尤其是水泵的能力就提出了更高的要求。我们都知道，柴油机的气缸筒周围以及气缸盖的燃烧室周围设置有水套，但不同发动机的水套结构不尽相同，这导致了冷却液在水套中的流动速度和流动阻力就会有差异，从而对缸筒，对燃烧室的冷却效果就会出现差异，进而影响发动机的性能参数。

在整车上，发动机的冷却系统是完全密闭的，其冷却系统中的水量也基本稳定，再加上发动机自身一般只有一个水泵存在，水泵的转速基本和发动机自身的曲轴转速成一定比例，那么当车辆运转时，无论在什么工况，发动机处在什么转速，水泵其自身的转速都是在一定范围内变化的，那么发动机的进水的压力温度，出水的压力温度，不会因外界的干扰因素出现大幅度波动。

但发动机台架试验则不同，比如进行发动机净功率试验时，为了模拟整车环境，所以的系统，如进排气，冷却系统，供油系统，都可通过自身的电路控制来进行参数调节，如调节压力，温度，管路阀门开度等待，那么就对试验的边界条件要求严格，以符合发动机实际的情况。

发动机的净功率检测要求在全油门全负荷的条件下进行测试，测试在额定转速下的发动机净功率是否满足——在发动机转速公差为±1.5%时，发动机测得最大净功率偏差若不超过2%，对于曲线上其他测量点，若不超过4%，则认可厂家标明对净功率

。那么为了满足净功率的值在国家法规要求的公差范围内，在额定转速下的边界条件就显得尤为重要，在比如中冷温度、排气背压等重要参数需要满足发动机的边界条件要求。除此之外，冷却系统的参数也十分重要，因为发动机冷却系统的水温对发动机有重要影响，在各种工况下都要使发动机冷却水温维持在正常的温度范围内

。发动机工作时具有最适宜对温度范围，即最佳温度

。但气缸璧面温度和传给冷却水的热量对只指示功率的影响是相互矛盾的，并不是我们惯常的理解当水温高的时候，气缸壁的冷却效果就差，从而导致发动机的燃烧变差影响性能，而是当冷却水温高时，传给冷却水的热量损失减少，改善了燃料热量的利用，使指示功率提高；但气缸壁温的升高，却使充量系数下降(对柴油机而言是空气重量充量)，指示功率减少

。所以在进行发动机净功率检测时，对冷却系统的温度和压力调节不当，就会导致燃烧室周围的冷却水套内的冷却效果出现差异，影响发动机的功率。

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发动机基本参数和试验基本条件见表1和表2：

1 发动机基本参数及试验边界条件

试验基于某12L涡轮增压柴油机，此柴油机为已在市面量产，其净功率等性能参数已是在标定的合格公差范围内，这保持了试验较好的严谨性，即发动机自身所有零部件均为量产模具件，且发动机经过了耐久试验验证，故在做本论文的研究时，发动机不会因自身的零件或其他问题影响试验整个过程的关键步骤。净功率试验中所涉及的边界条件，如在GB/T 17692-1999有明确要求，则按照其中要求来设定，如传感器测点位置，管路长度，发动机自身带有的附件是否应该拆除等，以保证试验的一致性。

1.1 整车边界和对手件

针对以上，使用发动机台架，在对某柴油机净功率检测时，通过调节冷却系统的水量等，来探究进水压力对发动机净功率的影响。

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以上涉及的试验边界条件均指在额定点的边界条件要求。其中进水压力的参数要求为本轮为需要研究的值，列为变量项。

1.2 试验装置基本布局

本试验台架的基本布局如图1所示，其中涉及的进排气管路系统、供油系统等未在图中示出，只将发动机的冷却系统的装置布局详细展现。

本试验研究进水压力对净功率测量值的影响，故在发动机达到额定点工况时，需要保持其他所有的边界条件保持在要求范围内，而只调节进水压力，研究其对发动机的净功率的影响。以下装置图中，密闭式膨胀水箱的高度可以调节，以调节发动机进水口出的静压力。离心泵的出口出有可调节的阀门，以调节进水压力的值。

为保证发动机出水温度在一定值范围内，通过动态调节换热器开度来进行控制。以保证出水温度控制在85℃±3℃。

所以通过调节密闭式膨胀水箱的高度，冷却水(发动机防冻液)在水箱中的量，和离心泵出口处的阀门的开度，来调节进水压力的值。

1.3 试验涉及的基本原理

根据发动机水泵的自身的特性我们知道，当发动机水泵的转速提升时，其自身的有效功率会得到相应的提升：

P：发动机水泵的有效功率，kW, n：发动机水泵的转速，rpm

1)试验开始前保证环境温度、大气压力和环境湿度、进气湿度等在合理范围内，即保证大气因子和修正系数的值在合理范围内；

当流体等高流动时，流速越快，其压力就越小。那么由此得知，发动机在1900rpm时，A点此时流体流速因水泵的有效功率的提高，流体的流速增加到一定值，此时A点的压力将减小到一定值，且是最小值(转速范围为0～1900rpm，且进水不回流)。

6)从进水压力基准点开始，以5kPa的梯度逐步增加进水压力的值，直到进水压力达到60kPa，同时记录净功率的测量值，每个进水压力的点停留2分钟，并以前90s作为稳定时间，后30s作为净功率采样时间，采样频率为1s每次，最后以平均值为净功率的最终测量值；

这天下班后，周恺又跑到小蝶那里，可是，幻觉还是没有消失，一到关键时候，妻子和女儿的形象就会在他脑海里出现，弄得他一点兴致也没有了。

通过改变B处中的防冻液的存量、C处的阀门开度以及离心泵的转速——相关位置如图三所示，来调节图1中A处的进水压力，使进水压力的值呈梯度式增长，测量在不同进水压力下，发动机净功率的值的变化情况。

2 试验方法

从上式得知，随着发动机转速的增加，发动机水泵的有效功率逐步提升，而水压与转速的关系为：转速高，水泵流量大，水压高；转速低，水泵流量小水压低

。那么本试验研究时需要精准的控制发动机的转速，以使水泵的转速固定，有效功率固定，防止因水泵自身转速的波动影响发动机缸体水套中的冷却效果。在发动机台架上通过选择控制模式，在净功率试验时，最大程度的使发动机转速控制在1900rpm。

因排气背压，中冷出口温度等参数在试验过程中可能会出现波动较大，所以，在测量过程中需要动态的调节各边界条件参数，以保持试验的严谨性。

2)以合适工况热机，使水温达到70℃以上，油底壳内油温达到75℃以上，热机过程中需要打开发动机膨胀水箱的排气管路，尽量的将发动机冷却系统中的气体排出，并补充适当防冻液，防止对试验造成影响；

3)将测功机调整到油门-转速模式，采用100%油门，使发动机逐步达到额定转速(1900rpm)；

基于锡石多金属硫化矿主要矿石矿物的吸波能力差异，通过几种主要矿石矿物的吸波升温效果测试，首先验证了锡石多金属硫化矿的微波选择性加热事实，在此基础上，分析了主要矿石矿物因选择性加热而导致矿石内部出现集中应力强化磨矿效果的机理。

4)在额定点工况，调节发动机边界参数，使进气阻力、排气背压、中冷器前后压差、中冷器出口温度、水温、进油温度等达到要求的值的范围内。

5)调整膨胀水箱内的水量、离心泵转速以及离心泵出口阀门，将进水压力调整到基准点。基准点采用-10kPa；

中小河流洪涝风险评估及研究——以哈尔滨地区为例…………………………… 崔 巍，陈文学，白音包力皋等(4.15)

②工程规模大。入海水道西起洪泽湖二河闸，东至滨海县扁担港注入黄海，与苏北灌溉总渠平行，居其北侧。河道宽750m，深约4m。总投资41.17亿元，贯穿江苏省淮安市的清浦、楚州两区和盐城市的阜宁、滨海两县，并分别在楚州区境内与京杭运河、在滨海县境内与通榆河立体交叉。入海水道是江苏省规模最大的单项水利工程。

进水压力测量位置如图2示意。当发动机达到额定转速时，水泵的转速也达到恒定值，泵的流量和扬程也同时稳定，那么此时A点的液体流动速度加速到一定值并稳定，根据伯努力方程：

7)因功率修正系数在试验中会波动，为保证试验结果的严谨性，故功率测量值的评估不需要乘以修正系数；

8)结果的计算和评估。

由表1可知，插秧机插植部两侧浮板的最大高度差可以达到6.1cm，插植部工作中期望最大倾角达到5.71°。在静态试验中秧苗插深自适应调节系统的控制相对误差均在5%以内，其中当该系统工作在半量程区间时，有着较好的控制精度。而系统处于初始以及接近满量程工作区间时，控制精度较差，相对误差在4%以上。究其原因，这应是该系统横向仿形控制机构的机械结构设计引起的。

跨境电子商务是最近几年才开始发展起来，各高校现有条件还不能培养既会对外贸易技能，又有电子商务素养的综合性人才。合格人才的缺乏，掣肘我国跨境电子商务的发展。

3 试验结果与分析

将试验过程采集的数据加以处理，得出以下试验结果：

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基准点(进水压力-10kPa)的净功率的测量值如图4所示。测量值相比此发动机净功率标称值偏大，如果在其他发动机进行型式认证时，因净功率值基数的差异以及不同发动机进水压力的值对其净功率影响不同，可能会因此导致最终的结果超出国家标准的净功率的公差范围。

试验结果的折线图如图5所，为保证整体数据分析的直观性，这些数据没有乘以功率修正系数。从中可以看到，当进水压力为0kPa以下时，发动机的净功率偏大，相比294kW的标准值有一些差异。而在X线右侧，净功率的值基本向发动机的净功率标称值靠拢。此发动机附件吸收功在1kW，最终形成的净功率数据要统一减去1kW。

但同样的在进水压力范围为-10kPa～30kPa之间时，额定功率的值也有出现波动，这说明，此时气缸壁的热量变化有波动，可能由于发动机水套的设计原因，导致在这个水压范围内，发动机气缸壁的热量变化并不稳定，发动机进气的温度受到影响，进气的重量出现变化，影响燃烧的形式，从而影响发动机的功率。

综合来看，发动机进水压力对净功率的影响并不大，刨除极端情况，其对净功率点影响小于5kW。但如果按照法规要求，当进行发动机的型式公告认证时，无论是极端情况还是其他，单单进水压力的影响也可能会导致净功率的值的偏差超出法规的要求。

4 结论

1)在进行发动机净功率检测时，当除进水压力之外的所有边界条件满足厂家的定义时，进水压力的改变对此12L涡轮增压发动机的净功率有影响，尤其是在极端情况，即在进水压力为-10kPa时，其超出净功率标准值约5kW(已减掉附件吸收功，未乘以功率修正系数)；

2)当进水压力的值在30kPa～60kPa时，此12L柴油机净功率的值基本趋于稳定，并符合发动机自身的净功率标称值；

3)冷却系统对发动机的净功率的影响比较复杂，当进水压力改变时，其并不符合常规思维(进水压力对性能的影响微乎其微)，而是在进水压力低时，对发动机净功率有微小影响，此影响在发动机净功率型式认证时，可能会导致最终的的测试结果超出法规要求的公差范围；

4)不同发动机的冷却水套存在差异，内部结构复杂多变，发动机的进水压力的变化对发动机净功率的影响可能不单单是如下的趋势，但此结论对发动机检测时提供了很大参考意义；

作为上下游一体化公司末端，销售板块必须承担产业链后路责任，确保集团公司自产一亿吨原油以及3000 万吨陆上进口原油加工为成品油销售出去，确保产业链价值的实现。这些资源加工的成品油约8000 万吨，与零售网络能力大致相当。再增加原油加工的成品油理论上只有批发和出口两个渠道。

5)在发动机研发阶段，针对发动机进水压力对净功率的影响需要进行摸底验证，得出进水压力的指导范围，以防型式认证时因此参数不同导致的净功率结果差异。

[1]GB/T17692—1999《汽车用发动机净功率测试方法》[S].

[2]苏江，马圣龙，司福贵.发动机冷却系统冷却能力分析[J].重型汽车，2016,04:29-31.

[3]袁寿其，张婷婷，张金凤.汽车冷却水泵优化设计及试 验研究[J].排灌机械工程学报，2014，32(2):93-97.

[4]薛炳信.发动机液体冷却系统温度状况对功率和经济性以及磨损的影响[J].内燃机，1987,5:29-36.

[5]李正现，刘伟达，刘近报.柴油机水压波动分析及机油冷却器盖结构优化[J].内燃机与动力装置，2020，37(5):34-41.