发动机热平衡试验方法
柴油机乘用车热平衡试验规范
柴油机乘用车热平衡试验规范2006-6-151 范围本规范规定了在乘用车上测定发动机冷却系统，包括冷却风扇、水箱散热器、中冷散热器、调温器及机油冷却器等热平衡性能的试验方法。
本规范适用于新设计或经重大改进发动机的乘用车冷却系统性能试验。
2 规范性引用文件GB/T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法玉柴配套规范冷却系统3 术语和定义3.1 发动机热平衡发动机各部分的温度(如冷却液温度、润滑机油温度等)与环境温度的差值达至稳定。
3.2 环境温度（T air）汽车行驶时，周围环境阴影下的空气温度。
3.3 冷却液冷却常数（K C）发动机热平衡时，冷却液出口温度与环境温度的差值。
3.4 机油冷却常数（K O）发动机热平衡时，发动机润滑机油温度与环境温度的差值。
3.5 许用冷却液最高温度（Tc）发动机正常工作所允许的冷却液出口处最高温度(由发动机生产厂给定)。
3.6 许用最高油温（T oil）发动机正常工作所允许的最高润滑机油温度(由发动机生产厂给定)。
3.7 许用环境最高温度（T air_h）汽车受发动机冷却液温度和润滑机油温度的限制而允许使用的最高环境温度。
4 试验目的乘用车热平衡试验是指整车在指定环境和运行工况下针对发动机冷却系统、空调等进行的最高无开锅环境温度的考核试验。
整车热平衡试验的目的：a)验证整车冷却系统能力，使冷却水不超温；b)验证中冷系统能力，使中冷后进气温度满足要求；c)验证发动机润滑系统散热能力，使机油温度满足要求；d)验证整车空调系统能力，保证空调系统工作正常；e)验证EGR冷却系统工作正常；5 试验条件5.1道路条件试验要求在专用试验场或者宽敞平直无尘的道路上进行，注意保证车辆行驶安全。
5.2 气象条件：气象条件即指环境温度和湿度。
一般由整车厂给定。
注意由于湿度不同造成的“干热”和“湿热”（分别以吐鲁番和海南为代表）的区别。
对整车热平衡试验来说，“干热”更难通过。
在整车厂具体要求未明确的情况下，玉柴规定下列条件：a)无雨无雾，相对湿度不大于85％；b)环境温度不小于35℃；c)风速不大于3m/s.5.3 试验仪器和传感器安装温度传感器，采用K型热电偶，可采用嵌装2mm热电偶或1mm热电偶丝。
发动机热平衡试验方法
小循环管 散热器 加水管
３．３ 试验方法 按 ＧＢ／Ｔ １８２９７－２００１ 《汽车发动机性能试验方法》进
行总功率试验。除了正常测量记录的数据外，必须测量表 ２ 中列出的需要实测的值。
在每个试验工况，必须在发动机达到热平衡以后才能测 量数据。发动机进、出水温度差值 Ｔ 出水－Ｔ 进水的波动不超过 ０．１℃／ｍｉｎ 时，认为发动机达到了热平衡。
Ｑ排气
图 １ 燃烧产生的总热量 Ｑ 总的去向分布图
２．３ 热平衡方程中各项的含义
表 １ 名称、符号、单位及计算公式
序号
参数
符号
１ 燃油燃烧产生的热量
Ｑ 总
２ 转化为有效功的热量
Ｑｅ
３ 排气排出的热量
Ｑ 排气
４ 冷却液带走的热量
Ｑ 冷却液
５ 进气中冷带走的热量
Ｑ 中冷
３ 热平衡试验方法
Ｇ 燃油
ｋｇ／ｓ Ｇ 燃油＝Ｇｆ／３６００
Ｈｕ ｋＪ／ｋｇ 参考值：４２７８０
Ｇ 排气
ｋｇ／ｓ Ｇ 排气＝Ｇ 进气＋Ｇ 燃油
Ｔ 涡轮出口
℃
Ｔ 环
℃
Ｃｐ 排气 ｋＪ／（ｋｇ·℃） 参考值：１．０９９２４
Ｇ 冷却液 Ｌ／ｍｉｎ
Ｔ 出水
℃
Ｔ 中冷前℃ Fra bibliotekＱ 总 Ｑｅ Ｑ 排气 Ｑ 冷却液 Ｑ 中冷 Ｑ 残余
ｋＪ／ｓ ｋＪ／ｓ ｋＪ／ｓ ｋＪ／ｓ ｋＪ／ｓ ｋＪ／ｓ
１２ 发动机输出总功率
Ｐｅ
１３ 燃油消耗量
Ｇｆ
单位
计算公式
说明与备注
ｋＪ／ｓ Ｑ 总＝Ｇ 燃油×Ｈｕ
某车型发动机热平衡能力优化及试验验证
某车型发动机热平衡能力优化及试验验证发布时间：2021-07-20T03:19:16.711Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：苏志亮[导读] 随着整车排放标准的日益提高，发动机国六排放技术、EGR、缸盖集成式排气歧管等技术的引入，大大增加了散热系统的热负荷，这就对整车热平衡性提出更高的要求，热平衡能力提升无疑是巨大的挑战。
北京汽车集团越野车有限公司北京 101300摘要：整车热平衡性能是汽车热管理的一项重要内容，也是汽车重要的性能开发项目。
某款发动机热平衡不理想，冷却液温度不能达到稳定状态，一直上升，从而触发发动机的热保护而切断空调、更甚者发动机限扭，或者即便稳定，但发动机的冷却液不能处于最佳的工作状态，空调切断乘员舒适性很差。
通过仿真分析并经过试验验证，改进优化提高散热能力，有效的降低了发动机冷却液温度，满足了设计及使用要求。
关键词：热平衡；试验；冷却温度；一、概述1.1整车热平衡汽车热平衡定义：即汽车各系统、总成、零部件的温度与环境温度的差值达到稳定，使汽车各部分均在合理或理想的工作温度环境中运转。
整车热平衡性能是越野车的一个很重要性能指标，涉及众多因素，包括发动机热管理系统、整车空调系统、动力总成冷却系统等各系统的匹配，同时还需兼顾内外饰造型、空气动力学等，是越野车发挥越野能力的重要保障。
随着整车排放标准的日益提高，发动机国六排放技术、EGR、缸盖集成式排气歧管等技术的引入，大大增加了散热系统的热负荷，这就对整车热平衡性提出更高的要求，热平衡能力提升无疑是巨大的挑战。
随着车辆综合性能不断提高，发动机舱热管理的优化设计技术已经成为当前汽车空气动力学数值分析领域的重点和难点之一。
要使整车性能得到充分发挥，就要保证发动机在所有工况下处于最适宜的温度范围内工作。
既要防止发动机过热，又要防止发动机过冷。
针对整车热平衡试验，发动机过热的危害主要包括以下内容：1：发动机温度过高，充气效率降低，发动机功率下降，动力不足；2：发动机温度过高，加大早燃和爆燃的倾向趋势；3：发动机温度过高，运动件易损毁，磨损加剧；4：发动机温度过高，车辆润滑恶化，加剧磨损；5：发动机温度过高，零部件机械性能降低；影响发动机热平衡能力或者影响发动机冷却系统温度过高的原因及主要因素：1：前期的仿真计算发动机的发热量高于实车：发动机自身热量的释放、排气系统的热量、EGR 和变速箱油冷发热量较高等；2：发动机冷却水流量不足：发动机冷却水泵扬程偏小，散热器及管路流阻偏大；3：散热器散热能力不足：散热器芯体散热量不足，水阻和风阻大，有效散热面积偏小；4：进风量不足：进气格栅开口比不足，前端冷却模块布置结构不合理，前端密封不足有热回流等；5：冷却风扇：冷却风量不足，冷却风扇风机功率不足；在车辆满载、恶劣工况情况下，散热系统必须满足最大热负荷工况散热的需要，这就需要解决最大散热量与散热水泵，散热器及散热风扇的匹配问题，并在最有匹配条件下进行零部件的统一设计，目前此类热平衡问题的普遍解决的方法如下：1：提高散热器散热能力：加大散热器散热面积，加大水箱。
奇瑞热平衡试验标准
奇瑞热平衡试验标准奇瑞热平衡试验标准一、引言奇瑞热平衡试验标准是为了评估奇瑞汽车中所使用的发动机的热平衡性能，以确保其在高温工况下能够正常运行，并避免因热量集中而导致发动机损坏的情况发生。
本标准包含了试验方法、试验条件、试验设备、试验步骤、试验数据和结果分析等方面的内容。
二、试验方法1.试验前准备（1）确定试验所需的发动机型号和参数。
（2）选择试验设备和工具，如温度计、热敏电阻、热电偶等。
（3）准备试验台和试验样品，确保其完好无损。
（4）根据试验需求制定试验方案。
2.试验设备（1）试验台：采用高温环境模拟器，能够提供稳定的高温环境。
（2）温度计：采用高精度的温度计，能够准确测量试验样品的温度。
（3）热敏电阻和热电偶：用于测量试验样品的温度分布。
3.试验条件（1）温度范围：根据实际需要，选择适当的高温范围，通常为80°C-120°C。
（2）湿度：通常为相对湿度不超过80%。
（3）试验时间：根据试验要求，选择适当的试验时间，通常为数小时至数天。
4.试验步骤（1）将试验样品放置在试验台上，确保其稳定。
（2）调整试验台的温度和湿度，使其符合试验条件。
（3）开始记录试验样品的温度，包括试验开始时的初始温度和试验过程中的每个时间点的温度。
（4）监控试验样品的温度分布情况，可以使用热敏电阻和热电偶等设备进行测量。
（5）在试验过程中，根据需要进行调整和记录，并及时处理试验中出现的异常情况。
（6）试验结束后，记录试验样品的最终温度和整个试验过程中的数据。
5.试验数据和结果分析（1）整理试验过程中记录的温度数据，绘制温度-时间曲线。
（2）分析曲线的变化趋势，判断试验样品是否具有良好的热平衡性能。
（3）对试验结果进行评估和总结，提出改进建议。
三、结论通过奇瑞热平衡试验标准的实施，可以对奇瑞汽车中所使用的发动机的热平衡性能进行评估，并提供相应的改进建议。
这有助于奇瑞汽车生产和质量控制部门优化产品设计和制造工艺，提高发动机的热平衡性能，确保发动机在高温工况下的正常运行和使用寿命。
发动机的热平衡
发动机的热损失
热损失
指燃料燃烧产生的热量在发动机运行过程中，以各种形式 散失到大气中，无法被有效利用的部分。降低热损失可以 提高发动机效率。
主要形式
热损失的主要形式包括冷却损失、排气损失、机械损失和 辐射损失等。
技术措施
降低热损失的技术措施包括改善散热系统设计、优化燃烧 室和缸内设计、采用轻量化材料、改进润滑和密封技术等。
油冷散热
利用机油循环将发动机热 量传递给机油散热器，再 通过散热器将热量散发到 空气中。
发动机热平衡的调节
调节冷却液流量
通过调节冷却液泵的转速或节流 阀的开度，控制冷却液流量，以
调节发动机的散热量。
调节风扇转速
通过调节风扇的转速，控制散热器 的散热量，以调节发动机的散热。
调节节温器
节温器可以根据发动机水温自动调 节冷却液的流向，以实现发动机温 度的自动调节。
分析
对比不同工况下的数据，分析发动机 热平衡的变化规律，探究影响发动机 热平衡的因素。
实验结论与建议
结论
通过实验研究，得出发动机热平衡的 影响因素及变化规律，为优化发动机 性能提供理论支持。
建议
针对实验结果，提出改进发动机热平 衡的措施，提高发动机效率、降低能 耗和减少排放。
THANKS
感谢观看
发动机的热平衡
• 发动机热平衡概述 • 发动机的热源与散热 • 发动机的热平衡分析 • 发动机热平衡的优化 • 发动机热平衡的实验研究
01
发动机热平衡概述
发动机热平衡的定义
01
发动机热平衡是指发动机在工作 过程中，各部分温度达到相对稳 定的状态，使得发动机能够持续 、稳定地运行。
02
发动机热平衡是发动机性能的重 要指标，它涉及到发动机的效率 、可靠性、寿命和排放等多个方 面。
发动机热平衡测试方案研究
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发 动 机 热 平 衡 测 试 方 案 研 究
Ｒｅ ｓ ｅ ａｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐｒ ｏｇｒ ａ ｍ ｏ ｆ Ｔ ｈｅ ｒ ｍ ａｌ Ｂａ ｌ ａ ｎｃ ｅ Ｔｅ ｓ ｔ ｆ ｏｒ ｔ ｈｅ Ｅｎｇｉ ｎｅ ＼ ，
发动机热平衡测试技术
增压中冷发动机—整车匹配试验测试方法的研究北汽福田技术研究院中试厂试验所陶臣军［摘要］在汽车新产品开发过程中，为保证增压中冷发动机在整车上能工作正常，使其动力性、经济性、废气排放等性能达到最佳状态，必须进行发动机—整车的匹配性能试验。
本文对该匹配性试验的试验项目、试验方法及试验注意事项进行了详尽地阐述。
叙词：增压中冷发动机、匹配性能试验、废气排放1、前言随着人类环保意识的加强和国家排放法规的逐步严格，整车的废气排放指标限值在逐步降低。
在我国的中重型卡车领域，为提高汽车的动力性，柴油发动机由以前的自然吸气的普通发动机逐步发展成增压中冷发动机。
发动机的增压中冷技术是一项不改变发动机燃烧室的情况下，增加进气压力，从而达到增加进气量，提高发动机动力性、经济性，同时达到降低排放污染、噪声的先进技术。
增压中冷发动机的良好性能必须装配在汽车上，并且同汽车的整车情况相协调，才能发挥它的最佳性能，为了保证增压中冷发动机的动力性、经济性、废气排放等性能指标得到正常的发挥，只有增压中冷发动机在整车上得到合理地匹配，才能真正达到节能、降噪、降污的良好效果。
因此如何达到增压中冷发动机—整车的合理匹配？整车应为发动机提供哪些条件？又采用什么方法去测试验证呢？2、增压中冷发动机与整车的匹配项目指标汽车的动力性与经济性指标如何匹配是一项复杂的问题，再加上环境保护和国家排放法规的执行，使得这一问题更加复杂。
为了保证增压中冷发动机的良好性能得到充分发挥，发动机—整车的匹配性能试验是最有效的方法。
通过对汽车提供的各种性能条件的检测，以满足增压中冷发动机对外部条件的要求，这样就能使增压中冷发动机的动力性、经济性、废气排放等性能指标得到正常的发挥。
通过大量的理论与试验分析，在匹配性能试验中应对下表所列出的项目指标进行检测，并满足发动机厂家的要求。
表1 增压中冷发动机—整车匹配性能试验检测项目表续表13、发动机与整车匹配试验的测试方法增压中冷发动机—整车匹配性能试验可以在转鼓试验台上进行，也可以在长直道路上采用拖负荷车的办法进行。
热平衡试验方法
热平衡试验方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊热平衡试验方法，这可真是个有意思的事儿呢！你想啊，热平衡就好像一场热量的大派对！各种物体在那里进进出出，互相交流着热量。
那怎么才能搞清楚这个派对的情况呢？这就得靠热平衡试验啦！咱先说说准备工作，就好比你要去参加一个重要聚会，不得好好拾掇拾掇自己呀！要选好合适的试验设备，这可不能马虎，就像你不能穿着拖鞋去参加正式晚宴一样。
设备得精确，得可靠，不然咋能得出准确的数据呢。
然后呢，开始试验啦！就像指挥一场音乐会似的，得让每个环节都有条不紊地进行。
测量温度、记录数据，一个都不能少。
这时候可别犯迷糊，记错一个数那可就麻烦大了，就跟你在聚会上叫错别人名字一样尴尬。
再看看测量温度，这可是关键步骤啊！就像给每个参加派对的人贴上标签，得清楚知道他们的“热度”。
要用合适的温度计，精准地捕捉每一个温度变化，不能有丝毫偏差。
还有啊，环境也很重要呢！不能在一个热得要命或者冷得要死的地方做试验，那不是瞎折腾嘛。
得找个合适的环境，就像给派对选个舒适的场地一样。
在试验过程中，你得时刻保持警惕，就像警察巡逻一样。
注意观察各种变化，稍有风吹草动就得赶紧采取措施。
要是不小心出了岔子，那可就前功尽弃啦，这多让人郁闷啊！做完试验，可别以为就大功告成了。
还得好好分析数据呢！这就好比看完一场电影，得回味一下情节，想想哪里精彩，哪里有问题。
分析数据也是这样，要找出规律，发现问题，这样才能让试验有意义。
你说这热平衡试验方法是不是很有趣？它就像一个神秘的魔术，通过一系列操作，就能揭示出热量的秘密。
咱可得认真对待，不能马虎呀！不然怎么能得到可靠的结果呢？所以啊，大家在做热平衡试验的时候，一定要用心，就像对待自己最喜欢的事情一样。
只有这样，才能真正掌握热平衡的奥秘，为科学研究和实际应用打下坚实的基础。
怎么样，准备好去探索热平衡的奇妙世界了吗？。
汽车热平衡道路试验方法
汽车热平衡道路试验方法在汽车工程领域中，热平衡道路试验是一种常用的方法，用于评估汽车发动机和冷却系统的热管理性能。
通过这种试验，工程师们可以了解汽车在实际道路行驶中的工作状态，进而优化汽车的设计和性能。
热平衡道路试验的主要目的是模拟汽车在实际行驶过程中的热平衡状态。
在汽车行驶时，发动机会产生大量的热量，如果不能有效地将这些热量排出汽车外部，则会导致发动机过热，从而影响汽车的性能和寿命。
因此，通过热平衡道路试验，可以评估汽车冷却系统的效果，以确保汽车在各种工况下都能保持适宜的温度。
热平衡道路试验的基本步骤如下：1. 选择适当的道路和路线：道路的选择应考虑到不同的行驶工况，包括高速公路、市区道路和山区道路等。
通过在不同的道路上行驶，可以模拟汽车在各种工况下产生的热量。
2. 安装传感器和数据采集设备：在试验之前，需要安装一系列的温度传感器和数据采集设备，以便实时监测汽车的温度变化，并记录下相关数据。
3. 进行试验行驶：在道路试验中，需要按照预定的路线和工况进行行驶。
在行驶过程中，传感器会实时采集汽车的温度数据，并将其传输给数据采集设备。
4. 数据分析与评估：通过对试验数据的分析，可以评估汽车的热平衡状态。
主要的评估指标包括发动机水温、机油温度和冷却液温度等。
如果发现温度过高或过低的情况，就需要对汽车的冷却系统进行调整和改进。
5. 结果总结与优化：根据试验结果进行总结，可以得出有关汽车热管理性能的结论。
如果发现问题或不足之处，就需要针对性地进行改进和优化，以提高汽车的热平衡性能。
值得注意的是，热平衡道路试验是一种相对简单和直观的方法，可以直接反映汽车在实际行驶中的热平衡状态。
但是，由于试验条件和实际道路环境的差异，试验结果可能存在一定的误差。
因此，在进行热平衡道路试验时，需要综合考虑不同因素的影响，并结合其他试验方法进行综合评估。
热平衡道路试验是评估汽车热管理性能的一种有效方法。
通过合理选择道路和工况，安装传感器和数据采集设备，并进行数据分析和评估，可以得出有关汽车热平衡状态的准确结论。
越野车发动机热平衡道路试验方法研究
越野车发动机热平衡道路试验方法研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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发动机热平衡试验方法
１２ 发动机输出总功率
Ｐｅ
１３ 燃油消耗量
Ｇｆ
单位
计算公式
说明与备注
ｋＪ／ｓ Ｑ 总＝Ｇ 燃油×Ｈｕ
计算
ｋＪ／ｓ Ｑｅ＝Ｐｅ
计算
ｋＪ／ｓ Ｑ 排气＝Ｇ 排气×（Ｔ 蜗轮出口－Ｔ 环）×Ｃｐ 排气
计算
ｋＪ／ｓ Ｑ 冷却液＝Ｇ 冷却液／６０×（Ｔ 出水－Ｔ 进水）×Ｃｐ 冷却液 计算
３．１ 需要测量的试验参数和对测量精度的要求
表 2 需要测量的试验参数和对测量精度的要求
序号
参数
符号
单位
１ 燃油消耗量
Ｇｆ
ｋｇ／ｈ
２ 发动机进气质量流量
Ｇ 进气
ｋｇ／ｓ
３ 冷却液流量 ４ 环境温度 ５ 中冷器进口处进气温度 ６ 中冷器出口处进气温度 ７ 发动机出水温度 ８ 发动机进水温度 ９ 涡轮出口排气温度
编号：
柴油机热平衡试验方法
单位 ：
发动机部
编制 ：
李建华
日期 ： ２００５ 年 ９ 月 ２６ 日
审核 ：
日期 ：
批准 ：
日期 ：
东风汽车有限公司商用车研发中心
１ 发动机热平衡试验的作用
发动机的热平衡试验是分析进入发动机的燃油燃烧产生的总热量的去向。其作用主要有： ａ． 根据发动机的有效输出功率，评价发动机的热效率。 ｂ． 评价发动机冷却系统设计、制造水平。 ｃ． 评价发动机冷却系统主要参数。如水泵的流量，发动机冷却液进口和出口温度等。 ｄ． 为整车冷却系统主要参数的选定提供依据。如散热器的散热面积，冷却管路的截面积，风扇直径、风量 等参数。
计算
％ ｑ 中冷＝（Ｑ 中冷／Ｑ 总）×１００％
热平衡试验方法
配套技术规范第64部分：重型卡车进排气与热平衡测试1 范围本部分规定了重型卡车进气系统、排气系统、中冷系统、散热系统的匹配测试条件、方法和评定参数。
本部分适用于匹配本公司柴油机的重型卡车，包括14吨以上载货车、自卸车和牵引车新车下线测试。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB7258 机动车运行安全技术条件Q/WCG007.11 产品设计文件编制规范第11部分：试验报告Q/WCG170.1 试传感器命名及安装规范3 试验条件3.1 试验仪表、器具试验仪表、器具如下：a)数据采集记录仪；b)温度传感器，误差不超过±2K；c)相对压力传感器，误差不超过±0.5%；d)气象仪。
3.2 载重质量重型卡车使用负荷拖车试验时，质量为厂定最大装载质量或使试验车处于厂定最大总质量状态。
3.3 轮胎气压试验过程中，轮胎冷充气压力应符合该车技术条件的规定，误差不超过10kPa(±0.1kgf/cm²)。
3.4 燃料、润滑油和制动液试验过程中，轮胎冷充气压力应符合该车技术条件的规定，误差不超过10kPa （±0.1kgf/cm²）。
3.5 气象气象条件要求如下：a)试验时应是无雨无雾天气；b)相对湿度小于95%；c)热平衡试验时，环境温度不低于30℃；d)风速不大于3m/s。
3.6 试验道路试验应在清洁、干燥、平坦、用沥青（或混凝土）铺装的直线道路或连续上行的坡路上进行，为保证试验安全性，要求试验道路周围无其他多余车辆，单向至少两车道。
4 试验车辆准备4.1 检查车辆装备完整性及装配调整情况使之符合该车装配调整技术条件及GB7258的有关规定。
行驶检查，行驶里程不大于100km。
检查试验车的转向机构、各部紧固件的紧固情况及制动系统的效能，以保证试验的安全。
微型汽车发动机整车热平衡试验设计及试验结果分析
微型汽车发动机整车热平衡试验设计及试验结果分析作者：黄旭陈楠马东元张伟许伟利来源：《时代汽车》2022年第15期摘要：汽车发动机运行时，各零部件会承载一定的热负荷，利用冷却系统的散热功能将温度控制在最佳区间，维持整车热平衡，才能避免发动机零部件出现热损伤。
本文首先介绍了发动机整车热平衡试验的基本条件、试验方法，以及试验中所用传感器的类型和数据采集系统的设计方法，随后根据热平衡试验结果，提出了汽车发动机冷却系统的优化建议，为增强整车散热能力和改进发动机性能提供了一定参考。
关键词：汽车发动机整车热平衡试验传感器冷却系统Design and Analysis of the Test Results for the Heat Balance Test of the Micro-vehicle Engine Huang Xu，Chen Nan，Ma Dongyuan，Zhang Wei，Xu WeiliAbstract：When the automobile engine is running， each component will carry a certain heat load. Only by using the heat dissipation function of the cooling system to control the temperature in the optimal range and maintain the thermal balance of the vehicle can thermal damage to the engine components be avoided. This paper first introduces the basic conditions and test methods of the heat balance test of the whole engine vehicle， as well as the types of sensors used in the test and the design method of the data acquisition system， providing a certain reference for the heat dissipation capacity of the car and the improvement of engine performance.Key words：automobile engine， vehicle thermal balance test， sensor， cooling system汽車冷却系统是调控发动机温度、实现整车热平衡的关键。
发动机热平衡试验研究
第42卷第7期2008年7月浙 江 大 学 学 报(工学版)Journal of Zhejiang University (Engineering Science )Vol.42No.7J ul.2008收稿日期:2007204222.浙江大学学报(工学版)网址:/eng作者简介:刘忠民(1977-),男,山东莱芜人,博士生,从事发动机性能研究.E 2mail :lzhm @通讯联系人:俞小莉,女,教授.E 2mail :yuxl @DOI :10.3785/j.issn.10082973X.2008.07.030发动机热平衡试验研究刘忠民1,2,俞小莉1,沈瑜铭1(1.浙江大学机械与能源工程学院,浙江杭州310027;2.杭州电子科技大学机械工程学院,浙江杭州310018)摘 要:针对发动机热平衡问题,建立了发动机热平衡试验系统和机体集总参数传热模型,进行发动机稳定工况和暖机工况热平衡试验研究.稳定工况热平衡试验结果显示了燃烧放热在发动机各系统中的分配比例,分析了发动机冷却散热量需求,为发动机的设计提供了依据.机体集总参数传热模型中机体与空气间的平均换热系数可以由发动机热平衡试验确定.试验表明,机体平均换热系数随机体与环境间温差变化较小,在机体集总参数传热模型中作为定值.机体集总参数传热模型以机体平均温度参数表征机体受热情况,为暖机工况下发动机机体受热状况评估提供依据.关键词:发动机;热平衡;稳态;暖机中图分类号:T K406 文献标识码:A 文章编号:10082973X (2008)0721247204E ngine therm al balance testL IU Zhong 2min 1,2,YU Xiao 2li 1,S H EN Yu 2ming 1(1.College of Mechanical and Energy Engineering ,Zhej iang Universit y ,H angz hou 310027,China;2.of Mechanical Engineering ,H angz hou Dianz i Universit y ,H angz hou 310018,China )Abstract :An engine body lumped parameter model for engine body heat t ransfer was int roduced to evaluate t he engine heat dissipation.The t hermal balance test s in stable state and warm 2up state were conducted ,which co uld determine t he engine coolant requirement and t he mean heat transfer coefficient used in t he lumped parameter model.The stable state result s showed t hat t he combustion heat distribution in subsys 2tems can be t he base of engine design.The mean heat t ransfer coefficient changes little wit h t he tempera 2t ure difference between engine body and air condition ,and can be assumed as a fixed value in t he warm 2up state.On t his account ,engine body mean temperat ure can indicate t he engine body t hermal state in t he lumped parameter model to evaluate t he engine body t hermal condition in t he warm 2up state.K ey w ords :engine ;t hermal balance ;stable state ;warm 2up state 提高发动机热效率,减少污染物排放一直是发动机研究的两大目标.发动机冷却散热和排气热量在燃烧放热中占据很大比重.合理降低冷却散热量和利用排气废热成为发动机热管理研究的重点.发动机热管理研究必须首先了解热量分配情况,确定发动机传热特性.发动机热平衡试验可以分析发动机各部分传热特性和热量分配,为改善燃烧热量利用,提高发动机热效率提供参考依据.本文进行稳态工况和暖机工况发动机热平衡试验研究.得到不同稳定工况下热量分配比例,并通过暖机工况试验得到发动机传热特性参数,为发动机冷却系统优化提供参考依据.1 试验装置将发动机作为开口系统,发动机热量流动如图1所示.燃料燃烧放热可分为几个部分:机械功P e 、冷却系统散热量P c 、排气带走热量P ex 和余项损失P u .润滑油热量一部分被冷却散热带走,其他可作为余项损失,机械损失也包含在冷却散热和余项损失中[1].发动机热平衡方程为Q f =P e +P c +P ex +P u .(1)式中:Q f 为燃料燃烧放热量,Q f = m f H u /3600,其中 m f 为发动机耗油量,H u 为燃料低热值;P e 为输出功率,P e =n T r /9549.3,其中n 为发动机转速,T r 为发动机输出扭矩;P c 为冷却散热功率,P c =q m _c ・c p_c (T c_out -T c_in ),其中q m _c 为冷却液质量流量,c p_c 为冷却液比热,T c_out 、T c_in 分别为冷却液出、入口热力学温度;P ex 为排气热损失,P ex =q m _ex c p_ex (T ex -T air ),其中q m _ex 为排气质量流量,c p_ex 为排气比,T ex 、T air 为排气、进气热力学温度;表1为试验系统测量参数和测量设备.表中,q m _air 为进气质量流量,T oil 为机油温度,I 、U 为电流、电压信号.试验系统示意图如图2所示.被试发动机采用直列6缸增压柴油机,额定功率160kW ,额定转速2200r/min.试验中发动机拆除风扇、发电机和空气压缩机等辅助系统,机体散热为自然对流换热.数据采集系统采用N I PXI 26229和N I PXI 26250数据采集卡,数据采样频率为2Hz.图1 发动机热量流动示意图Fig.1 Engine thermal balance sketch表1 发动机排气热量测量试验仪器技术参数Tab.1 Engine thermal balance test equipment parameters名称测量参数量程精度进气质量流量计q m _air ,kg ・h -1<30001%液体质量流量计q m _c ,kg ・min -115～9000.15%铂电阻T air ,K;T c ,K;T oil ,K273～4730.5%K 型热电偶T ex ,K 273～1173±3K水力测功机T r ,N ・m n ,r ・min-1±10000～60000.5%油耗仪 m f ,kg ・h -10～250.5%数据采集卡I ,mA ;U ,V4～20;0～50.1%12测功机;22机体;32油底壳;42机油换热器;52机油流量计;62机油泵;72水泵;82水流量计;92恒温水箱;102凸轮轴;11、122排气岐管;132进气管;142废气涡轮;152压气机;162进气流量计;172数据采集系统图2 发动机热平衡试验系统Fig.2 Engine thermal balance test system2 试验结果本文在发动机热平衡试验系统上进行了稳态工况热平衡试验和过渡工况热平衡试验,研究发动机工作工程热量分配.2.1 稳态工况稳态工况发动机热平衡试验是在发动机性能试验中,保持发动机工况稳定,当发动机冷却系统、润滑系统、进排气系统温度达到稳定时,测量各系统热量分配情况[2].本文的发动机热平衡在发动机外特性试验中进行.首先调整发动机工作状态稳定,然后将冷却水出口温度调节到(90±1)℃,当其他参数(如润滑油温度、排气温度、油耗量和循环水流量等)达到稳定时,测量各系统热量.试验中各参数的稳定控制是影响试验准确性的主要因素.图3为试验过程中各试验参数标准差e ,表征试验过程中各测量参数的波动.图3 试验参数标准差Fig.3 Standard deviation of test parameters发动机进气过程的波动导致进气流量存在较大偏差,而水泵运转过程也会引起循环水流量的波动,试验中采用时均处理的方法消除这两个参数波动带8421浙 江 大 学 学 报(工学版) 第42卷 来的试验误差.其他参数的稳定偏差小于0.5%.图4为发动机外特性稳态工况下热量分布,反映了燃烧放热在各系统中的分布比例p .在发动机外特性中,随发动机转速增加,冷却水散热量和排气热量增加.但冷却水流量不随转速升高线性增加,在1600～2000r/min 转速范围内增加缓慢,冷却水散热量比例略有减小.在1600r/min 发动机有效效率达到39.5%.图4 发动机稳定工况热量分配Fig.4 Engine thermal balance in stable state2.2 暖机过程发动机暖机过程需要控制冷却系统散热量,使各系统温度尽快达到最佳工作状态,因此是发动机热管理技术的研究重点.控制冷却系统散热量,就必须了解暖机过程中热量分配情况,即暖机过程热平衡试验.与稳定工况热平衡试验不同,暖机过程热平衡试验需要测量机体内能变化速度.发动机热平衡方程如下:Q f =P e +P c +P ex +P b +P u .(2)式中:P b 为机体吸收热量速度,P b =m b c pb d T b /d t ,其中,m b 为机体质量,c pb 为机体比热, T b 为机体平均热力学温度;P u 为机体散热量,P u = αu ( Tb -T air ),其中, αu 为机体换热系数.由于机体各部位温度分布和换热系数难以测量,采用集总参数法将机体简化为一个质点,以 T b 和 αu 计算机体的吸热和散热过程.因此, T b 和 αu 的选取和测量是决定发动机暖机过程热平衡试验准确性的关键因素.图5为暖机过程热量分配情况.暖机过程为20min ,发动机自冷态启动,迅速调整转速、功率至暖机工况,并保持不变,测量循环水、润滑油和排气的温度变化.暖机过程随着循环水和润滑油温度的提高,发动机机械损失减小,燃油消耗量减少,燃烧放热量逐渐降低.随着排气温度升高,排气热量迅速增加并趋于稳定.随冷却水温度升高,冷却水入口和出口温差变化很小,冷却水流量随温度升高而略有减低,因此冷却水散热量缓慢减小.由于 T b 和 αu 均未知,P b 和P u 无法计算.图5 暖机过程热量分配Fig.5 Engine thermal balance in warm 2up state2.3 机体散热模型将暖机过程中机体吸热与散热简化为图6所示的集总参数模型[324].燃烧放热对机体的加热功率为P b +P u ,其换热系数为 αb ,机体对环境的散热功率为P u ,其换热系数为 αu.图6 机体传热集总参数模型Fig.6 L umped parameter model for engine bodyheat transfer2.4 机体与环境换热系数的确定为研究机体散热规律,首先以T oil 代替T ,分析 αb 随T oil 的变化.图7为多次试验中 αb 与油底壳温度变化速度关系,表明随着润滑油温度变化速度减小,燃烧放热向机体散热的换热系数趋于定值.润滑油温度变化速度9421第7期刘忠民,等:发动机热平衡试验研究减小意味着机体温度逐渐稳定,接近热平衡状态,此时P b 已接近零,可以认为 αb = αu .考虑到试验中发动机风扇拆除,机体散热以自然对流散热为主, αu 与换热温差ΔT 关系较小(如图8),因此可以假定 αu 为定值[3,526].试验结果表明,暖机工况下 αb 趋近值与稳态热平衡状态下 αu 相同.因此,本试验中 αu =0.3kW/K.2.5 机体平均温度计算确定机体平均温度由润滑油温度迭代计算得到.设定:1)试验开始时, T b =T oil ;2)润滑油温度变化规律与机体平均温度变化规律一致,即将d T oil /d t 作为d T b /d t 初始值.迭代算法如下:①P b0=m b c pb d T b0/d t;②P u0=Q f -P e -P c -P ex -P b0;③d T b1d t =d (P u0/ αu +T air )d t.当d T b /d t 迭代趋于稳定时,得到d T b /d t 和 T b ,即求得P b 和P u .图9为暖机过程热量分配比例.当发动机冷启动时,大量热量被机体吸收,提高机体温度,而机体散热量很小.随机体温度升高,机体吸热量迅速降低,而机体散热量逐渐增加.当机体吸热量趋近于零时,发动机接近热平衡状态.但集总参数模型不能分析上机体、下机体和缸盖等机体不同部位的受热状况,需进一步细化机体传热模型.图9 暖机过程热量分配比例Fig.9 Engine thermal distribution in warm 2up state3 结 论(1)稳定工况下影响发动机热平衡试验结果准确性的主要因素是试验参数波动,尤其是进气流量波动和冷却水流量波动;(2)自然对流条件下机体换热系数随机体与环境间温差变化较小,可取定值;(3)暖机工况机体平均温度可由润滑油温度变化速度迭代求得;(4)机体吸热量随机体温度升高而迅速降低,当机体吸热量趋近于零时,发动机接近热平衡状态;(5)机体传热集总参数模型可分析暖机工况下机体热状态,为优化暖机过程发动机冷却提供依据.参考文献(R eferences):[1]周龙保,刘巽俊,高宗英.内燃机学[M ].北京:机械工业出版社,1999:27242.[2]俞小莉,李婷.发动机热平衡仿真研究现状与发展趋势[J ].车用发动机,2005,159(5):125.YU Xiao 2li ,L I Ting.Research and development in ther 2mal balance simulation for the engine [J ].V ehicle E n 2gine ,2005,159(5):125.[3]杨世铭,陶文铨.传热学[M ].北京:高等教育出版社,1998:66280.[4]MICH EL L ,RENAUD M ,L ION EL B P ,et al.Poly 2morphic modeling applied to vehicle thermal manage 2ment [J ].Society of Automobile E ngineers P aper ,2001.[5]赵以贤,毕小平,王普凯,等.车用内燃机冷却系的流动与传热仿真[J ].内燃机工程,2003,24(4):125.ZHAO Y i 2xian ,BI X iao 2ping ,W ANG Pu 2kai ,et al.S imula 2tion of heat transfer and coolant flow in cooling system of ve 2hicle internal combustion engine [J ].Chinese I nternal C om 2bustion E ngine E ngineering,2003,24(4):125.[6]翟昕,俞小莉,刘忠民.压缩空气2燃油混合动力的研究[J ].浙江大学学报:工学版,2006,40(4):6102614.ZHAI X in ,Y U X iao 2li ,L IU Zhong 2min.Research on hybrid of compressed 2air and fuel [J ].Jou rnal o f Z h eji ang U niversi 2ty :E ngineering S cience ,2006,40(4):6102614.521浙 江 大 学 学 报(工学版) 第42卷 。
微型汽车发动机热平衡试验研究与分析
原因，为冷却系统优化和提高发动机热效率提供了数据支持并指明了方向。
关键词：微型汽车 发动机 热平衡 转速 扭矩
中 图 分 类 号 ：U464
文 献 标 识 码 ：A
文章编号：1000 － 4998 (2011) 01 － 0051 － 03
发动机工作时， 燃油燃烧释放的热量主要转化为 4 个部分：有效功率、冷却液带走的热量、排气带走的 热量和余项损失， 余项损失包括驱动辅助机构的能量 及通过辐射和传导而散失到周围环境中的热量。 提高 热效率和减少污染物排放一直是发动机研究的重点， 目前国外在代用燃料和隔热技术方面开展了热平衡的 研究工作， 如 ITaymaz 等人发现采用 陶瓷衬套的 发动 机，冷却液带走的热量减少，而排气带走的热量增加； 国内浙江大学开发了热管理系统试验平台， 对冷却系 统匹配进行优化。 本文通过热平衡试验确定了在不同 工况下燃油燃烧释放的总热量在发动机各部分中的分 配，从而了解热损失的情况，为优化冷却系统，提高发 动机热效率和减少污染物排放提供评判依据。
试 验·检 测
微型汽车发动机热平衡试验研究与分析
□ 莫易敏 □ 刘 鹏 □ 刘传波
武汉理工大学 机电工程学院 武汉 430070
摘 要：通过对微型汽车全工况的热平衡试验，确定了燃油释放总热量在发动机各部分的热量分配情况。 分析了转
速为 4 000 r/min 时负荷特性和外特性下的热量分配关系，得出了有用功、冷却液带走热量和排气带走热量的变化规律及
29 12.17 4.204 84.1 87.1
78 59.5 28.4 626 14.32
0 51.29 15.18
37.8 15.83 4.935 84.1 87.3
78 70.3 27.6 647 14.29
车辆热管理开发基础—发动机热平衡试验
车辆热管理开发基础—发动机热平衡试验发动机热平衡试验对热管理工程师都或多或少了解，尤其是做一维匹配计算冷却系统性能设计时，它是一个必要条件。
发动机热平衡试验对一维仿真分析的基本要素，一维模型的建立，以及散热器选型、冷却模块布置、机舱进气格栅开口大小都离不开发动机散热量这个基本数据，它也是热管理开发的核心参数。
但是在实际过程中，各个整车厂或研究院往往把这部分工作交给动力总成或发动机研发部门负责，因为信息沟通或是发动机试验工程师往往不是特别了解热管理开发，发动机热平衡试验的数据就会出现使用不当的情况，引起严重后果。
如何进行发动机热平衡试验，并且获得有效的试验数据？小编下面介绍下发动机热平衡试验的内容、工况及试验过程中的注意事项。
试验目的通过试验得到某型号发动机的热平衡情况，需要测试动力总成的热源分配比例，为车辆热管理开发及优化设计提供边界条件。
试验内容：先对发动机进行磨合，将管路及换热器接近原车布置好，如图。
然后拉出发动机的外特性曲线（转速、扭矩、功率）。
通过外特性曲线我们可以知道该发动机的状态是否正常，比如出现扭矩上不去等异常情况，这就需要我们及时联系发动机工程师。
另外还需要与标定工程师确定发动机ECU的版本号，叫他刷最新的版本。
否则你辛辛苦苦地做完热平衡试验，标定工程师告诉你ECU版本错了，你会死的很惨。
最后对试验数据进行整理、换算、计算、分析确定各个冷却系统支路流量、发热量及总散热量。
然后就是通过外特性曲线将发动机的扭矩分成几个重要的点。
比如转速1000、1500、1800、2000、3000，对应的扭矩50、90、120、150、180（举例）。
接下来就是测量发动机全工况下的热平衡数据，即不同发动机转速、不同节气门开度、对于的扭矩点工况下，发动机的冷却液发热量.。
锅炉机组热平衡实验方法
锅炉机组热平衡实验方法
锅炉机组热平衡实验方法是用来测量和验证锅炉机组热平衡性能的一种实验方法。
锅炉机组的热平衡是指锅炉各部分的热量输入和输出相等，保证锅炉运行稳定、高效。
为了实现锅炉机组的热平衡，可以采取以下实验步骤：
1. 确定实验参数：首先需要确定实验所需的参数，例如锅炉的额定功率、额定蒸发量等。
2. 记录锅炉参数：在实验开始之前，需要记录锅炉的各项参数，包括进水温度、出水温度、进气温度、排气温度等。
3. 设置实验条件：根据实验要求，设定锅炉的运行条件，包括进水流量、燃烧器的开启程度等。
4. 观测数据：在锅炉运行过程中，实时观测和记录各项数据，包括燃料消耗量、热效率、蒸汽量等。
5. 分析数据：通过对观测数据的分析，计算出锅炉的热平衡情况。
首先计算锅炉的输入热量，包括燃料热值和各部分的热量损失；然后计算锅炉的输出热量，包括蒸汽的热量和烟气的热量损失。
最后比较
输入热量和输出热量，如果两者相等或接近，则锅炉达到了热平衡。
6. 调整参数：如果锅炉未能达到热平衡，可以根据实验数据进行调整。
例如，调整进水流量、燃烧器的开启程度等，再次进行实验，直到锅炉达到热平衡为止。
通过锅炉机组热平衡实验方法，可以评估锅炉的热效率和运行稳定性。
这对于锅炉的设计、运行和改进都具有重要意义，可以提高锅炉的能源利用效率，降低能源消耗。
同时，锅炉机组热平衡实验方法也可以用于锅炉的检修和维护，及时发现和解决运行中的问题，确保锅炉的安全运行。
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计算
％ ｑ 中冷＝（Ｑ 中冷／Ｑ 总）×１００％
计算
％ ｑ 残余＝（Ｑ 残余／Ｑ 总）×１００％
计算
ｋＷ
实测
ｋｇ／ｈ
实测
１４ 燃油质量流量 １５ 燃料低热值 １６ 排气流量 １７ 涡轮出口排气温度 １８ 环境温度 １９ 排气的比定压热容 ２０ 冷却液流量 ２１ 发动机出水温度 ２２ 发动机进水温度 ２３ 冷却液的比定压热容 ２４ 发动机进气质量流量 ２５ 中冷器进口处进气温度 ２６ 中冷器出口处进气温度 ２７ 进气的比定压热容
Ｑｅ
l 进气中冷带走的热量 Ｑ 中冷
Ｑ冷却液
l 残余热量 Ｑ 残余
２．２ 发动机热平衡方程 发动机热平衡方程：
Ｑ 总＝Ｑｅ＋Ｑ 排气＋Ｑ 冷却液＋Ｑ 中冷＋Ｑ 残余 热平衡方程中的各项，用占燃料燃烧产生的总热量 Ｑ 总的百
分比表示，则有： ｑｅ＋ｑ 排气＋ｑ 冷却液＋ｑ 中冷＋ｑ 残余＝１００％
３．１ 需要测量的试验参数和对测量精度的要求
表 2 需要测量的试验参数和对测量精度的要求
序号
参数
符号
单位
１ 燃油消耗量
Ｇｆ
ｋｇ／ｈ
２ 发动机进气质量流量
Ｇ 进气
ｋｇ／ｓ
３ 冷却液流量 ４ 环境温度 ５ 中冷器进口处进气温度 ６ 中冷器出口处进气温度 ７ 发动机出水温度 ８ 发动机进水温度 ９ 涡轮出口排气温度
ｑ 残余应不超过 ５％。否则，说明测量的参数不准确，或试验条件控制有问题，应解决问题后重新测量、计算。
４ 试验报告
按 ＧＢ／Ｔ １８２９７－２００１《汽车发动机性能试验方法》推荐的内容和格式编制试验报告。
４．１ 试验结果
推荐按表 ３ 给出的格式汇总试验结果。
表 3 热平衡试验结果汇总表
ｎ
ｋＪ／ｓ Ｑ 中冷＝Ｇ 进气×（Ｔ 中冷前－Ｔ 中冷后）×Ｃｐ 进气
计算
ｋＪ／ｓ Ｑ 残余＝Ｑ 总－（Ｑｅ＋Ｑ 排气＋Ｑ 冷却液＋Ｑ 中冷）
计算
％ ｑｅ＝（Ｑｅ／Ｑ 总）×１００％
计算
％ ｑ 排气＝（Ｑ 排气／Ｑ 总）×１００％
计算
％ ｑ 冷却液＝（Ｑ 冷却液／Ｑ 总）×１００％
Ｑ排气
图 １ 燃烧产生的总热量 Ｑ 总的去向分布图
２．３ 热平衡方程中各项的含义
表 １ 名称、符号、单位及计算公式
序号
参数
符号
１ 燃油燃烧产生的热量
Ｑ 总
２ 转化为有效功的热量
Ｑｅ
３ 排气排出的热量
Ｑ 排气
４ 冷却液带走的热量
Ｑ 冷却液
５ 进气中冷带走的热量
Ｑ 中冷
２ 进入发动机的燃油燃烧产生的热量的去向
２．１ 燃烧产生的总热量 Ｑ 总的去向分布
图 １ 是进入发动机的燃油燃烧产生的总热量 Ｑ 总的去向分布
图。对于增压中冷发动机，Ｑ 总的去向有五个部分： l 转化为有效功的热量 Ｑｅ
Ｑ中冷
Ｑ残余
l 排气排出的热量 Ｑ 排气
l 冷却液带走的热量 Ｑ 冷却液
额定点的有效热效率分别是 ％和 ％。 ｃ． 冷却液带走的热量 Ｑ 冷却液为 ｋＪ／ｓ，进气中冷带走的热量 Ｑ 中冷为 ｋＪ／ｓ。
３ 热平衡试验方法
Ｇ 燃油
ｋｇ／ｓ Ｇ 燃油＝Ｇｆ／３６００
Ｈｕ ｋＪ／ｋｇ 参考值：４２７８０
Ｇ 排气
ｋｇ／ｓ Ｇ 排气＝Ｇ 进气＋Ｇ 燃油
Ｔ 涡轮出口
℃
Ｔ 环
℃
Ｃｐ 排气 ｋＪ／（ｋｇ·℃） 参考值：１．０９９２４
Ｇ 冷却液 Ｌ／ｍｉｎ
Ｔ 出水
℃
Ｔ 进水
℃
Ｃｐ 冷却液 ｋＪ／（Ｌ·℃） 参考值：３．６７０
Ｇ 进气
ｋｇ／ｓ
Ｔ 中冷前
℃
Ｔ 中冷后
℃
Ｃｐ 进气 ｋＪ／（ｋｇ·℃） 参考值：１．０００
计算 常数 计算 实测 实测 常数 实测 实测 实测 常数 实测 实测 实测 常数
ｒ／ｍｉｎ
Ｐｅ
ｋＷ
Ｇｆ
ｋｇ／ｈ
Ｇ 进气
ｋｇ／ｓ
Ｇ 冷却液
Ｌ／ｍｉｎ
Ｔ 出水－Ｔ 进水
℃
Ｔ 环
℃
Ｔ 蜗轮出口
℃
Ｔ 中冷后
编号：
柴油机热平衡试验方法
单位 ：
发动机部
编制 ：
李建华
日期 ： ２００５ 年 ９ 月 ２６ 日
审核 ：
日期 ：
批准 ：
日期 ：
东风汽车有限公司商用车研发中心
１ 发动机热平衡试验的作用
发动机的热平衡试验是分析进入发动机的燃油燃烧产生的总热量的去向。其作用主要有： ａ． 根据发动机的有效输出功率，评价发动机的热效率。 ｂ． 评价发动机冷却系统设计、制造水平。 ｃ． 评价发动机冷却系统主要参数。如水泵的流量，发动机冷却液进口和出口温度等。 ｄ． 为整车冷却系统主要参数的选定提供依据。如散热器的散热面积，冷却管路的截面积，风扇直径、风量 等参数。
试验执行。
小循环管 散热器 加水管
３．３ 试验方法 按 ＧＢ／Ｔ １８２９７－２００１ 《汽车发动机性能试验方法》进
行总功率试验。除了正常测量记录的数据外，必须测量表 ２ 中列出的需要实测的值。
在每个试验工况，必须在发动机达到热平衡以后才能测 量数据。发动机进、出水温度差值 Ｔ 出水－Ｔ 进水的波动不超过 ０．１℃／ｍｉｎ 时，认为发动机达到了热平衡。
ｑｅ
％
ｑ 排气
％
ｑ 冷却液
％
ｑ 中冷
％
ｑ 残余
％
４．２ 试验结论 在试验结论中，至少要有以下内容： ａ． 残余热量 Ｑ 残余占燃料总热量 Ｑ 总的百分比 ｑ 残余≤５％，试验结果可信。 ｂ． 转化为有效功的热量 Ｑｅ 占燃料总热量 Ｑ 总的百分比 ｑｅ 反映发动机的有效热效率。该发动机最大扭矩点和
在测量发动机冷却液流量时，要考虑除气管（见图 ２）
中冷器
气缸盖 气缸体
节温器
Ｐ
发动机
机油冷却器
水泵
图２ 热平衡试验台架布置图
除气管 除气管
膨胀水箱
的流量。测量时应关闭所有除气管通路。 ３．４ 热平衡的数据计算
按照表 １ 列出的计算公式进行数据计算。推荐用已经编好的 Ｅｘｃｅｌ 文件“热平衡试验数据计算”。 ３．５ 热平衡试验结果的判定
１２ 发动机输出总功率
Ｐｅ
１３ 燃油消耗量
Ｇｆ
单位
计算公式
说明与备注
ｋＪ／ｓ Ｑ 总＝Ｇ 燃油×Ｈｕ
计算
ｋＪ／ｓ Ｑｅ＝Ｐｅ
计算
ｋＪ／ｓ Ｑ 排气＝Ｇ 排气×（Ｔ 蜗轮出口－Ｔ 环）×Ｃｐ 排气
计算
ｋＪ／ｓ Ｑ 冷却液＝Ｇ 冷却液／６０×（Ｔ 出水－Ｔ 进水）×Ｃｐ 冷却液 计算
Ｇ 冷却液 Ｔ 环
Ｔ 中冷前 Ｔ 中冷后 Ｔ 出水 Ｔ 进水 Ｔ 涡轮出口
Ｌ／ｍｉｎ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃
测量精度要求 ±０．１２％ 流量＞０．１ｋｇ／ｓ 时，±２．４％ 流量≤０．１ｋｇ／ｓ 时，±５％ ±２．５Ｌ／ｍｉｎ
±０．１３℃
３．２ 对试验一般条件的控制 试验条件的控制和试验时发动机所带的附件，按 ＧＢ／Ｔ １８２９７－２００１ 《汽车发动机性能试验方法》中总功率
６ 残余热量
Ｑ 残余
７ Ｑｅ 占燃料总热量 Ｑ 总的百分比
ｑｅ
８ Ｑ 排气占燃料总热量 Ｑ 总的百分比 ｑ 排气
９ Ｑ 冷却液占燃料总热量 Ｑ 总的百分比 ｑ 冷却液
１０ Ｑ 中冷占燃料总热量 Ｑ 总的百分比 ｑ 中冷
１１ Ｑ 残余占燃料总热量 Ｑ 总的百分比 ｑ 残余
℃
Ｔ 中冷前
℃
Ｑ 总 Ｑｅ Ｑ 排气 Ｑ 冷却液 Ｑ 中冷 Ｑ 残余
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