内燃机台架试验冷却系统的设计.pdf

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1、第1期2016年2月内燃机InternalCombustionEnginesNo．1Feb．2016内燃机台架试验冷却系统的设计付志申。张翼(中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051)摘要：内燃机在进行性能试验时，出现两种现象。一是内燃机在启动的时候，暖机时间较长，其原因是机油温度和冷却液的温度较低。二是内燃机经过长时间大负荷运行后，出现内燃机过热的现象，其原因是性能实验室现有的冷却系统已经满足不了内燃机的冷却需求。经过对冷却系统的分析和设计，将机油和冷却水外接进行强制冷却，实现对机油温度和水温的恒温控制，并在油底壳和水箱加装加热器的方式，

2、成功地解决了暖机时间长和内燃机过热的问题。关键词：内燃机；台架试验；冷却系统中图分类号：TK402文献标识码：B文章编号：1000～6494(2016)01—0044—02DesignofCoolingSystemforInternalCombustionEngineBenchTestFUZhishen．ZHANGYi(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NoahUniversityofChina，Taiyuan030051)Abstract：Whentheinternalcombustionengineis

3、carriedouttheperformancetest．thereayetwophenomena．OneiSthatwhentheinternalcombustionenginestarts，theheatingtimeislonger，thereasonisthattheoiltemperatureandthecoolanttemperatureayelower．Twoistheintemalcombustionengineafteralongperiodofhighloadoperation，thephenomenonofinternalco

4、mbustionengineoverheating；thereasonisthattheperformanceoftheexistingcoolingsystemcannotmeetthecoolingrequirementsoftheinternalcombustionengine．Throughtheanalysisanddesignofcoolingsystem．theoilandcoolingwaterisforcedtocooltheoiltemperatureandwatertemperaturecontr01．andintheoilp

5、anandthewatertankwithheater．Keywords：internalcombustionengine；benchtest；coolingsystem0引言现代内燃机朝着高功率密度的方向发展，功率和转速不断增加，发热量也不断增大，冷却系统需要带走的热量也不断增加，这对内燃机冷却和润滑系统可靠性的要求也越来越高，影响内燃机可靠性的主要因素之一就是机油温度。机油温度过低，则机油的粘度太大，不但启动困难，而且使摩擦功增大，降低内燃机效率，同时滤清阻力增大，滤清效果变坏，增大机油泵功率消耗。机油温度过高，将使机油粘度下降太多，以致不能保

6、证轴承等摩擦副所需的正常油膜厚度，破坏正常的润滑和承载能力，加速机油氧化变质，压力降低，易造成拉缸、烧轴瓦等故障”1。实验室台架试验的内燃机功率一般超过200kW。其在进行台架试验时，在启动时，机油温度过低，暖机时间较长，尤其是在北方作者简介：付志申(1989一)，男，山东菏泽人，硕士研究生，研究方向为动力机械结构强度与动态设计。收稿日期：2015—09一07的冬季，周围环境温度较低的情况下。经过长时间大负荷试验，内燃机易出现过热的现象，尤其是在夏季周围环境温度较高的情况下。这将造成内燃机使用寿命降低和测量数据不精确的问题。通过研究发现，内燃机在启

7、动时，机油温度和冷却液温度较低，在冬季环境温度较低的情况下，内燃机的热量流失严重，致使暖机时间长。在进行性能试验时，内燃机的冷却风扇被拆除，加上冷却管路老化等因素，使内燃机冷却效果不好。内燃机台架冷却系统的主要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。但是由于长时间多工况试验，内燃机的机油温度和水温升高较陕。当温度超过最佳温度范围时，就会影响内燃机使用寿命和各参数的测量精度。现有台架冷却系统并不能满足内燃机冷却需求，为了保证内燃机正常工作，控制机油和冷却水温度，对台架冷却系统进行重新设计，其主要包括机油恒温系统和冷却水温叵温系统。这两个系统各自独立

8、，通过各自的阀门、传感器和控制仪进行控制，完成机油和冷却水温度的控制。第1期付志申，等：内燃机台架试验冷却系统的设计1机油