冷却水温度对柴油机油耗与排放的影响分析【文献综述】

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1、毕业论文文献综述轮机工程冷却水温度对柴油机油耗与排放的影响分析一、目前国内外的研究现状近几年，冷却系统技术发展迅速，新冷却理论、新材料、新工艺、新控制方式的应用，使得发动机冷却效率不断提高。传统冷却系统属于被动系统，即冷却水泵与柴油机相连，柴油机通过皮带驱动水泵，水泵的流量与柴油机的转速成正比，当柴油机起动时，淡水泵同时起动，冷却水迅速带走气缸周围热量，使起动过程时间加长，消耗发动机的有效功率；传统柴油机冷却系统的热交换能力一般需要满足柴油机满负荷时的冷却效果，所以在部分负荷时，冷却系统会发生冷却过度，带

2、走大量热，导致功率损失。随着柴油机采用更加紧凑设计和具有更大的比功率，柴油机生产的废热密度也随之明显增大，传统冷却系统的已经不再满足现代柴油机的需求，现代冷却系统的设计充分考虑柴油机内部的摩擦损失、燃烧边界条件：如燃烧室温度、充量密度、充量温度以及暖机、冷却效率、排放控制、燃油利用等各方面素。目前对柴油机冷却系统研究主要在三个方面：一、智能控制冷却系统；二、精确冷却系统；三、分流式冷却系统；四、最佳冷却温度设定。二、研究的目的及意义冷却液温度是柴油机起动过程中影响失火与暖机燃烧不稳定性的重要因素，在起动时

3、，提高冷却液温度对于消除这一缺点有着较明显的作用。冷却液温度较低时，使着火滞后期增长，很容易导致失火或不完全燃烧现象，生成较高的HC排放。有关研究表明：冷却液温度低于20℃时，发动机由于机体温度较低，造成燃料燃烧不完全，冷却损失增加；着火滞燃期增长，如果着火及时，最高燃烧压力升高，NOX升高；同时由于较低温度造成壁面激冷效应增加，使HC排放升高。如果着火不及时，很容易导致失火或不完全燃烧现象，也会生成较高HC排放。在初始条件相同的情况下，随着冷却液温度的升高，起动着火趋于稳定，失火消失，暖机阶段燃烧不稳定

4、性逐渐减小。当温度达到50℃时，起动过程趋于稳定状态。所以有效的提高起动时温度，对柴油机的节能减排具有重大作用。目前对柴油机冷却系统的冷却方式是尽量维持流经缸套的冷却水流量不变，依靠一个三通阀来调节冷、热水的混合比例，从而维持主要的冷却水出口温度不变。这样的设计最大的缺点就是冷却水流量始终保持在柴油机在全负荷时所需最大流量，这样会导致柴油机在其它负荷下冷却水过度冷却现象。随着智能控制与计算机的发展，因此实现随船舶主柴油机工况而变的变流量冷却，将对更科学地保证主柴油机运行的安全性和有效性产生深远的影响。三、

5、冷却系统的发展趋势柴油机在工作时，冷却系统性能的好坏直接制约柴油机的燃油经济性能、动力性能和环境性能。柴油机在最佳冷却温度下工作时，其输出的功率最大，消耗燃油量最少，废气排放达到一个相对平衡状态而且润滑油的粘度、机件刚度及其间隙、柴油机的运转状态等均处于良好状态。冷却液温度过高或过低，就会使冷却系统的功能降低或丧失。冷却液温度过高，导致发动机过热，充气系数下降，使燃烧不正常，发生早燃与爆燃现象，发动机过热进而导致材料机械性能降低和产生严重的热应力，使零件产生变形和裂纹；另外温度过高会使机油变质，进而破坏润

6、滑油膜，导致零件的摩擦和磨损加剧，从而使发动机经济性能、动力性能与环境性能恶化。冷却液温度过低，使得机油被燃油稀释，同时也恶化了混合气体形成加燃烧，增加机油粘度和摩擦损失，造成燃油经济性下降。柴油机在起动过程中，最佳冷却温度有利于改善发动机起动性能，达到节能减排目的。在此过程中，曲轴转动阻力强，柴油机润滑油的粘度大，更增加了曲轴的旋转阻力，使发动机不易起动，且起动后在未达到正常温度之前，由于起动温度低，燃油的粘度和比重增大，使得燃油流动性能变差，雾化不良，不易形成规定浓度混合气使柴油机不易起动且耗油量增大

7、。并且过低温度，燃油浓度增加，使得燃油不易完全燃烧，排放污染物增多，且燃烧过程中水蒸气凝结在气缸壁上，与硫化物结合形成酸性物质，引起腐蚀。因此在发动机起动时，采取有效途径适当提高起动温度，起动时间，减小曲轴转动阻力，易形成混合气，使柴油机易起动，将节约燃油，减少污染，提高柴油机的使用寿命。所以寻求精确控制冷却水温度的方法，将会对船舶节能方面带来巨大经济效益。如今智能控制冷却系统技术已日趋完善，此技术正向小型化、数字化、多功能化、高性能化、高可靠性、无公害等方向发展。四、参考文献［1］丁磊.柴油机冷却水温度

8、对工作的影响.科技资讯,2007年第29期.［2］祈辉宇.柴油机冷却水温度控制系统的改进.机电技术,2009年第2期.［3］郭晓云.刘文选.发动机冷却水温度过低危害大.农机维修,2000第2期.［4］刘文科.现代船舶柴油机提高经济性的主要措施.合作经济与科技,2010第38期.［5］付锦云.船舶动力装置冷却系统的最优化设计.船海工程,2002第4期.［6］顾宣炎.船舶冷却水系统的优化设计与分析.武汉理工大学报,2002第2期.