浅析发动机的热平衡
装载机动力系热平衡探讨
装载机动力系热平衡探讨前言装载机是一种在工业、农业和建筑领域广泛使用的运载设备，主要用于运输和搬运各种物品。
在实际运作过程中，装载机需要消耗大量的能源，由于能源效率的限制，装载机会产生大量的热量。
如果不能及时处理这些热量，会导致装载机发生故障，影响工作效率和工作安全。
因此，研究装载机的热平衡问题具有重要的理论和实际意义。
装载机主要热源装载机主要热源包括以下几个方面：发动机装载机发动机是使装载机进行各项功能操作的关键动力系统，同时也是产生热能的主要源泉。
由于发动机在工作时会将燃油燃烧，因此会产生大量的热能，其中闲置时的热能损失更为严重。
液压系统装载机的液压系统中循环的液体经常需要流过倍压泵并被泵送至液压缸。
液压系统中不断流动的液体，摩擦和其他差异会产生热能，其中，摩擦产生的热能在涉及到提高液体的压力或减缓液体速度的情况下更为显著。
车架装载机车架是由钢板制成的，因此具有很好的导热性。
当车架和引擎运作时，车架会吸收并传递热量。
车架上运转设备所产生的热量也会导致车架的温度升高，增加了车架的散热需求。
操纵区操纵区主要包括驾驶室和仪表板。
驾驶室的温度取决于发动机和液压系统中的热量传递，而仪表板上的电子设备在长时间运行时也会产生大量的热量。
热平衡方案为了实现装载机的热平衡，需要采取以下的措施：提升发动机的燃油效率通过提高发动机的燃油效率，可以减少发动机在运行中产生的热量，从而降低部分热量误导造成的不必要损耗。
这可以通过更好的机械设计和更有效的燃油燃烧实现。
设计合理的液压系统减少摩擦损失，防止垃圾、污染物等杂质进入液压系统，以避免对管道、阀门和其他液压元件的损伤和摩擦。
此外，可以在液压系统的循环中使用冷却器来降低温度。
降低车架的温度降低车架的温度，有效地减少了装载机周围的温度，并有助于减少车架的热量损失。
通过增加车架表面积和使用低温油漆等方法，减少发动机、液压系统和其他设备将热量向周围环境散发。
优化操纵区减少驾驶室内的热量，通过隔热材料和低温材料支撑防潮片等方法，减少能量流失。
发动机冷却系统热平衡整机试验探析
发动机冷却系统热平衡整机试验探析发布时间：2021-07-01T15:31:10.693Z 来源：《科学与技术》2021年7期作者：马化[导读] 在对车辆整体进行研究的过程中，发动机冷却系统在何种情况下能够达到合适的热平衡点，这是保障车辆能够安全、马化陕西中联西部土方机械有限公司陕西渭南 714000摘要：在对车辆整体进行研究的过程中，发动机冷却系统在何种情况下能够达到合适的热平衡点，这是保障车辆能够安全、平稳运行的关键因素，因此应当对其进行深入研究。
本文从发动机冷却系统工作时产生的问题以及如何达到发动机冷却系统的热量平衡等方面进行深入研究。
在开展试验研究的过程中，其关键环节是如何能够快速发现发动机冷却系统热平衡整机的特点，并将发动机冷却系统热平衡整机性能进行提高，最终达到减少工程车辆因发动机冷却问题而产生的消耗，并提高该产品在同类市场中的竞争力。
本文结合实际情况对发动机冷却系统热平衡整机试验进行了进一步的研究和分析。
关键词：发动机；冷却系统；热平衡引言当前，由于我国的工程车辆保有量正在不断增多，因此工程机械也正在高速发展，在此情况下，多数生产厂商在设计车辆的发动机时，采用了更加紧凑的设计并且提高了发动机的功率。
发动机俗称车辆的“心脏”，是车辆的重要输出设备，它是由冷却液的内外循环来实现的，但其实际上是一种热量交换和能量转换的装置，它的工作原理是当发动机达到一定温度时，它可以进行燃烧并且对外界产生积极作用，但这种温度应当在合理范围内，发动机冷却系统对发动机具有重要作用。
冷却系统的作用是当车辆零件受热后，能够快速的把那部分热量散发出去，这样可以保证发动机在最佳状态下工。
发动机的热量平衡是车辆能够安全运行的关键因素，发动机内的热量达到平衡后，能够避免发动机因为过热而产生的机器零部件变形，同时也能避免因为过冷而产生的燃油量增加，因此应当加强对发动机冷却系统热平衡整机的试验探究，这样能够充分了解当发动机达到何种温度时，它能够保证汽车的良好运行。
柴油机高原热平衡控制技术浅析
柴油机高原热平衡控制技术浅析邮编265200一、柴油机高原热平衡问题热平衡性能对柴油机的动力性、经济性、排放性能、可靠性及耐久性等有很大影响。
柴油机高原热平衡问题是影响柴油机高原性能发挥的重要制约因素之一。
在高原地区，由于柴油机热负荷增大以及冷却系统散热性能明显降低，使得在平原地区运行良好的柴油机，在高原地区使用时出现了一系列热平衡问题。
例如，柴油机的排温升高，冷却液和润滑油温度偏高。
出现这些问题的根本原因是设计冷却系统时未充分考虑高原环境对柴油机热平衡性能的影响，导致冷却系统的高原环境适应性差，柴油机的热平衡性能不能满足高原地区的使用要求。
二、柴油机高原热平衡研究现状目前，我国柴油机冷却系统普遍采用蜡式节温器、机械驱动冷却水泵和冷却风扇。
传统的冷却系统适应环境和工况变化能力较差，无法按柴油机的冷却需求调节冷却介质的流速和流量，很难保证柴油机在高原环境条件和全部工况范围内的最佳冷却性能，难以使柴油机在最佳的温度下工作，实现柴油机冷却水温的精确控制。
2000年以来，国内主流发动机企业及相关科研机构针对发动机高原热负荷大、水箱易“开锅”等问题，开展了降低发动机热负荷、强化冷却系统散热能力以及冷却系统控制技术等研究。
（一）发动机热负荷控制采用中冷技术可以降低增压发动机的热负荷，通过大幅度降低进入气缸的空气温度，从而降低柴油机涡轮前后排温。
上海柴油机股份有限公司对G6135ZG和D6114Z高原增压柴油机在海拔5800m进行高原实地台架试验时，加装中冷器后，额定工况和最大转矩工况下涡轮前排气温度下降40℃~60℃，其他性能亦有较大改善。
（二）强化冷却系统散热能力强化冷却系统散热能力的主要措施有：加大水泵和风扇的流量、增大散热器和水箱的散热面积、采用封闭加压冷却系统等。
徐州装载机厂在ZL50GH高原型装载机上采用全密闭加压水冷散热器，加大散热面积，确保了整机在高原地区的热平衡要求。
（三）冷却系统控制技术近几年随着电控技术的发展，国内外高校和汽车企业对发动机冷却系统智能控制技术进行了大量研究。
内燃机热平衡
内燃机热平衡内燃机热平衡是指内燃机在工作过程中，各种热量的流动和转化达到平衡状态。
内燃机是一种将化学能转化为机械能的装置，其工作过程中会产生大量的热能。
为了提高内燃机的效率和性能，需要对内燃机的热平衡进行控制和优化。
内燃机的热平衡主要包括热输入、热输出和热损失三个方面。
热输入是指内燃机吸收的燃料的热量，热输出是指内燃机输出的有效功和废热的总和，热损失是指内燃机在工作过程中由于各种原因而损失的热量。
热输入是内燃机的热平衡的基础，也是内燃机输出功的来源。
热输入主要取决于燃料的热值和燃料的消耗量。
燃料的热值是指单位质量燃料所释放出的热量，燃料的消耗量是指单位时间内燃料的消耗量。
燃料的热值越高，单位时间内燃料的消耗量越大，热输入就越高。
热输出是内燃机的热平衡的重要指标之一，也是内燃机性能的重要指标之一。
热输出主要包括有效功和废热两部分。
有效功是指内燃机输出的机械功，废热是指内燃机输出的除有效功以外的其他热量。
有效功的大小取决于内燃机的工作参数和工作状态，废热的大小取决于内燃机的热机制和热损失。
热损失是内燃机热平衡的主要影响因素之一，也是内燃机效率的主要影响因素之一。
热损失主要包括三个方面：机械损失、冷却损失和放热损失。
机械损失是指内燃机在工作过程中由于摩擦、密封等原因而损失的热量，冷却损失是指内燃机在工作过程中由于冷却介质的流动而损失的热量，放热损失是指内燃机在工作过程中由于传热和辐射而损失的热量。
降低热损失是提高内燃机效率的重要途径之一。
为了实现内燃机的热平衡，需要采取一系列的措施。
首先，要优化内燃机的工作参数和工作状态，使其在最佳工作区域内工作，提高有效功的输出。
其次，要改进内燃机的热机制和热传递方式，减小热损失。
例如，可以采用先进的燃烧技术和高效的冷却系统，提高燃料的利用率和冷却效果。
此外，还可以采用余热回收技术，将废热转化为有效热能，提高热输出。
最后，要进行严格的热平衡测试和分析，及时发现和解决热平衡不良的问题，保证内燃机的正常工作和高效运行。
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.。
发动机热平衡试验方法
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。
211089217_汽车发动机热平衡分析与优化
- 52 -工 业 技 术0 引言汽车发动机燃料燃烧产生的热转换是一种高效的能量，这些能量一部分被传递到发动机的冷却介质中，另一些则是通过废气中的热传递和抵消了摩擦力的损耗。
该文根据内燃机热能特性、不同损耗和不同的能量分布来研究燃料总热量的利用情况。
在整个车辆中，发动机的冷却和机油与周围温度之间的关系保持平稳的现象就是所谓的“汽车热平衡”。
为了保证汽车发动机的热平衡，一般期望有效功占据的比重较大，这样能改善发动机的热效率。
从汽车的角度来看，一般期望能够在最短时间内使发动机的冷却和润滑油与外界的温差保持在一个合适的温度区间内。
汽车热平衡是汽车热管理的重要内容，也是汽车重要的性能开发项目。
如果热量不均衡，会导致冷却水的温度不能保持在一个较高水平，则会引起发动机的热保护，造成发动机的热阻，或者即使冷却水的温度是稳定的，但发动机的冷却液没有处于良好的工作温度，则会造成发动机的油耗和排放率均较差[1]。
1 汽车热平衡问题的根源车辆发动机冷却液所承载的能源转换的简化图如图1所示。
发动机水箱的冷却液体会从发动机中吸取热量，并通过散热回到发动机。
在散热装置中，热的冷却液经过散热片和冷气流进入热量交换。
一方面，当冷却液从发动机中排出后，由于其所带的热能不足，无法迅速排出，因此其温度会不断升高，无法得到控制。
即使从发动机中排出的冷却水能够携带大量的热，但是在散热器中的热交换很差，导致冷却液被风吸走得更多，更多的热会回到发动机中，导致发动机的冷却温度不断上升。
总之，如果不能通过高效的冷却液体将发动机的热带走并将其充分输送至大气中，则会产生大量的冷却液体，进而导致车辆无法达到热平衡。
2 发动机热平衡试验方法 发动机的热平衡测试分为台架测试和整车道路测试2种。
在发动机台架上进行试验时，边界条件比较好控制，测试和运行更方便。
但整车道路测试对汽车的性能要求很高，必须保证发动机在最大转矩和最大功率的情况下进行。
通常使用牵引模式，在前后车辆之间选取适当的档位来控制样车始终保持最大的转矩，并要求车速不超过20km/h ，续航里程大约5km 。
发动机水温热平衡
发动机水温热平衡是指发动机冷却系统中的水温在运行过程中保持恒定的状态，不过热或过冷。
这种平衡状态对发动机的性能和可靠性都非常重要。
保持发动机水温热平衡的关键是合理的冷却系统设计和运行管理：
1.冷却系统设计：冷却系统应根据发动机的热特性进行设计，包括选择合适的水泵、散热器和冷却液等。
冷却系统的管路、散热面积和散热性能要能适应发动机的热负荷和工作环境。
2.冷却液选择：选用合适的冷却液可以提供良好的热传导性能和抗腐蚀性能，同时也要注意冷却液的冰点和沸点范围，以适应不同的气候环境和工况要求。
3.水泵工作：水泵的工作要保持稳定，确保足够的冷却液循环量。
水泵的运转速度和冷却液的流量要合理匹配。
4.散热器清洁：定期清洁散热器，防止散热器受到油渍、尘埃或杂质的堵塞，影响正常散热。
5.温控系统管理：温控系统（如水温表、温度传感器等）的准确性和故障监测是保持水温热平衡的关键。
及时发现故障并采取相应措施，以防止发动机过热或过冷。
保持发动机水温热平衡不仅可以提高发动机的燃烧效率和动力性能，还有助于延长发动机和冷却系统的使用寿命，减少故障率。
同时，合理控制发动机水温也符合节能环保的理念，避免不必要的能源浪费和环境污染。
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。
汽车发动机热平衡
第一章 总结
发动机的性能指标
1. 动力性能指标 功率(Power)，转矩(Torque)，转速(Revolution/Speed) 平均有效压力(BMEP)
2. 经济性能指标 燃油消耗率(Fuel consumption) 机油消耗率(Lubricant consumption)
3. 环境性能指标 碳氢(HC), 一氧化碳(CO), 氮氧化物(NOx), 颗粒物(PM), 二氧化碳 (CO2) 噪声振动(NVH)
注意：注意这里所列的性 能指标单位是国标单位
pmm: MMEP 平均机械损失压力
15
动力性指标之间的关系
功率：
Pe Ttq ω Ttq 2n (2in/ τ) pme Vs
角速度（Angular velocity）
转矩：
Ttqi ຫໍສະໝຸດ τpmeVs
转矩（Torque）
Ttq ~ pme
QE
转化为有效 功的热量
25-30
30-40
35-45
QS
传递给冷却介 质的热量
12-27
15-35
10-25
QR
废气带走的 热量
30-50
25-45
25-40
QB
燃料不完全燃 烧热损失
0-45
0-5
0-5
QL
其它 热量损失
3-10
2-5
2-5
说明：
主要由废气带走（ QR ），其次传给冷却水（ QS ）； 在某些汽油机中不完全燃烧损失的热量（ QB ）所占比例较大； 回收QR一直是人们极为关注的问题，如废气涡轮增压；
闭循环
气损失 +提前排气损失W）
Wr
假设工质的压缩及膨胀是绝热 气缸壁和工质间始终存在着热交换，使压缩、膨胀
汽车发动机热平衡解析及优化
第2期 2018年4月内燃机Internal Combustion EnginesNo. 2Apr. 2018汽车发动机热平衡解析及优化赵文仲，陆荣荣，周涛，张雪林(安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心发动机设计研究院，安徽合肥230601 )摘要：汽车热平衡是汽车热管理的重要内容，也是汽车重要的性能开发项目。
如果热平衡不理想，冷却液温度得不到稳 定，一直上升，从而触发发动机的热保护而限扭，或者即便稳定，但发动机的冷却液不是处于良好的工作温度，从而导致 发动机的油耗和排放不佳D从汽车热平衡的根源出发，在对发动机的热平衡充分调查的基础上，通过水路和气路两个路径 来分析和解决热平衡问题，达到了预期的目标，并通过了台架的气蚀试验和可靠性试验D关键词：热平衡；热保护；冷却液温度；气蚀和可靠性试验中图分类号：TIU11 文献标识码：B文章编号：1000 - 6494 (2018 ) 02 - 0016 - 04Analysis and Optimization of Heat Balance of an Automobile EngineZHAO Wenzhong,LU Rongrong,ZHOU Tao,ZHANG Xuelin(Technical Center,Engine Design Research Institute,Jianghuai Automobile Group Corp.,Ltd.,Hefei 230601 ) Abstract：Heat balance of an automobile is an important part of automobile heat management, and is also an important performance development project for automobiles. If the heat balance is not ideal, the temperature of coolant can5t be stable and will rise all the time, thus starting the thermal protection of the engine and Limiting the torque. Or even the coolant temperature is able to be stable, the engine fuel and emissions are not good for unsuitable coolant temperature. Starting from the source of heat balance, based on the full investigation of engine heat balance, the problem of thermal equilibrium is analyzed and solved through the water way and air way. The desired goal is achieved, and cavitation and reliability tests are passed on engine benches.Keywords：heat balance; thermal protection; coolant temperature; cavitation and reliability tests0前言汽车发动机的燃料燃烧产生的热量一部分转 化为曲轴的有效功，一部分经过传人冷却介质散失 到缸外，一部分随同排气直接流出，其佘部分通过 辐射进行热量传播以及克服摩擦转化为摩擦功损失 等。
第五节发动机的热平衡
发动机热平衡图
1 燃料的热量 2 指示功率 10 有效功率
3 废气带走能量 5 传给汽缸壁的热量
7 摩擦损失 8 驱动附件损失 g 辐射热
提高发动机的热量利用率
Q Bh 燃料燃烧产生的热量：
1
u
理论循环热效率： t
指示热效率： i
有效热效率：eBiblioteka im机械效率： m
思考题（小结）
求：平均有效压力，有效扭矩，有效燃料消耗率，有 效热效率，升功率，机械损失功率，平均机械损失压 力，指示功率，平均指示压力，指示燃料消耗率，指 示热效率。
发动机性能指标分为哪几类？各包括哪些参数？ 为何要分析发动机的理想循环？ 做出四冲程非增压柴油机实际循环P-V图。 写出机械效率的定义式， 试述机械损失的测定方法。 说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。
作业题
已知：某汽油机的气缸数目，冲程数，气缸直径[mm]， 冲程[mm]，转速[r/min]，有效功率[kW]，每小时耗油 量[kg/h]，燃料低热值[kJ/kg]，机械效率。
定义：燃料燃烧释放的热量表现为有效功及其各种损 失的分配情况。
分配情况：
类型 有效功 传给冷却介质热量 废气带走热量 其它
汽油机 25~30%
25~40%
30~45% 5~10%
柴油机 增压 柴油机
30~40% 35~45%
15~35% 10~25%
24~45% 2~10% 25~40% 2~10%
航空发动机中的热力学稳定性分析
航空发动机中的热力学稳定性分析航空发动机是现代飞行的核心部件，其稳定性直接关系到飞行的安全。
其中热力学稳定性是航空发动机重要的一个稳定性指标。
在航空发动机的设计中，需要对热力学稳定性进行分析，以确保发动机的稳定运行，并提高发动机的寿命和性能。
一、航空发动机热力学稳定性的定义和影响因素热力学稳定性是指发动机在运行时稳定的燃烧特性，包括燃烧的温度、压力、混合气比等参数。
当发动机出现不稳定燃烧时，会导致机身震动、功率下降、燃烧室及涡轮等部件受损等问题，严重时会影响发动机的安全性。
热力学稳定性的影响因素主要有以下三个方面：1.混合气的合理性：混合气的不均匀性和过浓或过稀会影响燃烧的质量和速率，从而影响稳定性；2.燃烧室的结构特性：燃烧室结构的设计和加工精度对热力学稳定性有很大的影响；3.涡轮增压器的设计和运行状态：涡轮增压器的叶轮间隙、出气温度等因素也会影响热力学稳定性。
二、航空发动机热力学稳定性分析的方法为了确保发动机的稳定性，航空发动机的设计和试验都需要对热力学稳定性进行分析。
一般的分析方法有以下几种：1.计算机模拟分析法：通过计算机模拟燃烧室内的气体流动，计算出燃烧室中的压力、温度、混合气比等参数，并分析出燃烧的稳定性；2.实验分析法：通过在燃烧室内取样、测量温度、压力、质量流量等参数，分析燃烧室的热力学稳定性；3.试车分析法：通过在试车台上进行发动机的启动和运行，记录发动机工作状态下的参数，分析燃烧的稳定性。
以上方法各有特点，计算机模拟分析法的优势在于可以预测发动机在不同工况下的性能，能够指导发动机的燃烧室设计；实验分析法则能够获得燃烧室内的实际参数，对计算机模拟分析的结果进行验证和校正；而试车分析法则是对发动机实际工作状态下的分析，能够更真实地反映发动机的运行状态。
三、航空发动机热力学稳定性的解决方案针对航空发动机热力学稳定性问题，可采取以下一些解决方案：1.设计和制造精度要求高：燃烧室的设计和制造要求严格，确保其结构和内部表面精度满足要求，以保证混合气的均匀性和区域的稀薄程度；2.控制混合气比：控制燃油、空气混合比，必要时加入剪切流体、回流阀等控制混合气的器件，以确保混合气的均匀性和稳定性；3.涡轮增压器性能：对于涡轮增压器的出气温度和压力进行控制，确保燃烧室内气体的热稳定性和流动稳定性；4.航空发动机控制算法：利用控制算法，对发动机的运行状态进行实时控制和调节，以实现燃烧室内气体的均匀燃烧，提高发动机的热力学稳定性。
装载机动力系热平衡探讨
装载机动力系热平衡探讨1. 引言装载机是一种重型机械设备，主要用于各类工程建设和农业作业中的土地移动和装载工作。
在装载机的工作过程中，动力系统的热平衡对于保证机器的正常运行至关重要。
本文将探讨装载机动力系统的热平衡问题，并介绍一些常见的解决方案。
2. 装载机动力系统概述装载机的动力系统主要由发动机、液压系统和传动系统组成。
发动机负责提供动力，液压系统用于控制机器的各项操作，传动系统则将动力传递到车轮或履带上。
这些部件在工作过程中会产生大量的热量。
3. 热平衡的重要性热平衡在机器的正常运行中起着重要的作用。
如果机器过热，会导致部件的磨损加剧、液压油的黏度下降以及发动机功率的损失。
相反，如果机器过冷，则可能导致机器的性能下降、液压系统的泄漏以及传动系统的故障。
因此，保持适当的热平衡对于确保机器的高效运行至关重要。
4. 热平衡问题的解决方案4.1 发动机冷却系统在装载机的动力系统中，发动机是最主要的热源。
合理的发动机冷却系统可以有效地控制发动机的温度，确保其在适当的范围内工作。
常见的发动机冷却系统包括水冷和风冷系统。
水冷系统利用水冷却剂循环散热，而风冷系统则利用风扇将冷风吹拂在发动机表面，以达到散热的目的。
4.2 液压系统的热平衡液压系统在装载机的工作中起着重要的作用。
为了保证液压系统的正常运行，必须控制液压油的温度在一个合适的范围内。
常见的解决方案包括安装散热器以散热，使用高温液压油以提高热容量，以及合理设计液压系统的布局，以最大程度地减少热量的产生。
4.3 传动系统的热平衡传动系统在将动力传输到车轮或履带时会产生热量。
为了保持传动系统的热平衡，可以采取一些措施，例如使用高效的润滑油以降低摩擦损失，合理选择传动比以减少能量损失，并定期检查传动系统的温度以及润滑油的状态。
5. 结论装载机动力系统的热平衡是保证机器正常运行的关键因素之一。
通过合理设计和维护动力系统的冷却系统、液压系统和传动系统，可以有效地控制机器的温度，减少能量损失，并最大程度地提高装载机的工作效率。
微型汽车发动机热平衡试验研究与分析
２ ．ｌ ３ ．２ ３ ．８ ３ ．３ ４ ．３ ６７ ０２ ３９ ７６ ００
高 负 荷 段 ， 高 于 冷 却 液 带 则
走 的 热 量 。 气 带 走 的 热 量 排
燃 油 消耗 量 ， ｇｈ （ ，） ｋ
冷 却 液 进 口温 度 ／ ℃
冷 却 液 出 口温 度Ｆ Ｃ
２ 转 化 为 有 效 功 的 热 量 ： 为 发 动 机 的 有 效 功 ） 率 ，Ｗ 。 ｋ
的 牌 号 ， 油 温 度 控 制 在 ２ ８ ＿ Ｋ， 使 发 动 机 工 作 燃 ９ Ｋ＿ ＿ ５ 为
处 于 理 想 状 态 ． 发 动 机 冷 却 液 出 口 温 度 应 控 制 在
３ １ Ｓ 机油 温度控 制在 ３ ８ ５ 排 气背压 采 用 自 ６ Ｋ￣ Ｋ。 ６ Ｋ￣ Ｋ，
进 气 温度 ／ ℃
排 气 温度 ／ ℃
７ ８ ４． ９２
２－ ９２
６２ １
７ ８ ５． ９５
２． ８４
６６ ２
７ ８ ７． ０３
２： ７６
６７ ４
７ ． ７ ． ７６ ８１ ８． ０６
２． ７８
６７ ６
７ ８
７． ７９
７． ８ ２
７． ８ ２
动 调 控 系 统 随 工 况 变 化 进 行 调 整 ． 只 需 设 置 其 在 标 定 工 况 ３ ｋ ａ 即 可 。 从 ８ ０ ｒｍｉ 到 ６ ０ ０ ｒｍｉ 每 隔 ３Ｐ ０ ／ ｎ ０ ／ ｎ
３ ）冷 却 液 带 走 的 热 量 ：
Ｐ＝ ｃ （ ２）
２ ０ｒ ｎ 含 标 定 工 况 和 最 大 扭 矩 的 转 速 ） 取 一 种 转 ０ ／ ｍｉ （ 选 速 ， 每 种 转 速 下 ， 从 扭 矩 ２ Ｎｍ 到 最 大 负 荷 平 均 选 取 ０
浅谈发动机冷却系统热平衡整机试验
(Luoyang tractor research institute co.，LTD，Luoyang 471000，China) Abstract: Thermal equilibrium test of engine cooling system as basic performance of tractor, In the test, How to find the characteristics and improve the Performance of thermal equilibrium machine of engine cooling system, It has become an important link in the research and development of new products. Key words: engine；thermal；equilibrium；test
表 1 主要参数
部件
参数
发动机
电控、Байду номын сангаас列六缸、水冷、增压中冷
总第 215 期
腾时周围空气的温度（℃）），A.C.O 值以润滑机油极 限使用温度考核，拖拉机最高可以正常工作的临界 环境温度 （润滑机油达到临界工作温度时周围空气 的温度（℃））。
增压中冷发动机冷却系统由风扇、散热水箱、中 冷器、缸体水道、循环水泵、节温器等部件组成，曲轴 皮带轮驱动风扇及水泵，推动缸体内部热水流经散 热水箱进行热交换，热量被空气带走并释放到大气 中。冷却液循环量及通过散热水箱空气流量都与发 动机转速成正比，发动机转速越高，冷却系统散热能 力越强。涡轮增压的发动机会比普通发动机拥有更 大的动力，其中原因之一就是其换气的效率比一般 发动机的自然进气更高。当空气进入涡轮增压后其 温度会大幅升高，密度也相应变小，而中冷器正是起 到冷却空气的作用，高温空气经过中冷器的冷却，再 进入发动机中。中冷器设计的关键是其内部气流通 道造型以及散热鳍片，有数据表明，在相同的空燃比 条件下，增压空气的温度每下降 10 ℃，发动机功率 就能提高 1%～3%。
汽车发动机热平衡解析及优化
汽车发动机热平衡解析及优化
赵文仲;陆荣荣;周涛;张雪林
【期刊名称】《内燃机》
【年(卷),期】2018(000)002
【摘要】汽车热平衡是汽车热管理的重要内容,也是汽车重要的性能开发项目.如果热平衡不理想,冷却液温度得不到稳定,一直上升,从而触发发动机的热保护而限扭,或者即便稳定,但发动机的冷却液不是处于良好的工作温度,从而导致发动机的油耗和排放不佳.从汽车热平衡的根源出发,在对发动机的热平衡充分调查的基础上,通过水路和气路两个路径来分析和解决热平衡问题,达到了预期的目标,并通过了台架的气蚀试验和可靠性试验.
【总页数】4页(P16-19)
【作者】赵文仲;陆荣荣;周涛;张雪林
【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心发动机设计研究院,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心发动机设计研究院,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心发动机设计研究院,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心发动机设计研究院,安徽合肥 230601
【正文语种】中文
【中图分类】TK411
【相关文献】
1.微型汽车发动机热平衡试验研究与分析 [J], 莫易敏;刘鹏;刘传波
2.高压放电灯内化学反应现象的热平衡理论的解析 [J], 王尔镇;张良洪
3.对重型汽车发动机降噪优化的解析 [J], 韦锦顺
4.汽车发动机冷却系统故障解析与保养 [J], 陈东;秦挽星
5.一维、稳态、非热平衡发汗冷却的解析解研究 [J], 王海南;王建华
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浅析发动机的热平衡
浅析发动机的热平衡郝磊;赵萍;王恒一【摘要】从广义上说,发动机是一种热交换和能源转换装置.根据内燃机的工作原理,燃料(燃油及氧气)进入气缸内,只有达到一定的温度才能燃烧和对外做功.但是,发动机的温度并不是越高越好.如果发动机过热,机件容易变形,配合间隙会增大,机油压力将降低,最终导致发动机无法正常运转;如果发动机偏冷,则会增加燃油的消耗量.【期刊名称】《农机使用与维修》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】1页(P69)【关键词】发动机;降温;保温;发展方向【作者】郝磊;赵萍;王恒一【作者单位】黑龙江省农业机械工程科学研究院,哈尔滨150081;黑龙江省农业机械工程科学研究院,哈尔滨150081;黑龙江省农业机械工程科学研究院,哈尔滨150081【正文语种】中文发动机在运转中，其温度是有一定范围规定的。
因此，需要控制到一个适当的“度”。
从表面上看，这个“度”是指冷却液的温度维持在70～95 ℃，但是实际情况远不是这么简单。
关键问题是，无论发动机的负载大还是小，无论在严冬还是酷暑，发动机产生的热量除了用于有效做功以外，散失到空气中的热量必须及时和适量，使冷却液温度始终维持在70～95 ℃，这就是所谓的“热平衡”，只有这样才能达到高效、节能和环保的目的。
人们已经熟知，中医对待病人，“虚”则补之，“火”则泻之。
这种“阴阳平衡”的理论也适合于发动机及其冷却系统。
盛夏高温季节是农业机械从事收获、耕耙和灌溉作业最繁忙的时节，为了防止发生发动机过热现象，需要对农机采取降温措施。
(1)进行一次换季保养，清除发动机冷却系统内的水垢。
冷却系统内表面的水垢不仅占据了冷却液的容积，而且影响冷却液的循环流动。
水垢是一种热阻性物质，其导热率只是钢铁的1/8。
当水垢的厚度超过1 mm时，将明显降低冷却系统的散热能力。
清除冷却系统水垢的方法：可以使用农村容易得到的硝酸铵，配制成0.3%～0.4%的水溶液，然后注入冷却系统，使之与水垢中的碳酸钙、碳酸镁等发生化学反应，生成溶解于水的物质。
装载机动力系热平衡探讨
安全技术/机械安全装载机动力系热平衡探讨装载机广泛采用水冷柴油机作为动力，柴油机经济性好，热效率一般可达３０—４０％，但仍约有１／３的热量经过各种传热方式传递给柴油机各组件，若不加以冷却，会产生各种故障，特别是与燃烧气体直接接触的缸盖、活塞、缸套和气门等件。
因此，柴油机没有冷却是不能工作的。
如果冷却不足会产生：①气缸内温度过高，吸进的工作介质受热膨胀，使充气量下降，导致功率下降；②温度过高，各零件有不同程度的膨胀，使相互间隙改变；③机油黏度也会下降，并可能发生质变，使摩擦表面间的润滑恶化，导致零件磨损加剧。
但冷却过强则会产生：①气缸内温度低，燃料雾化差，造成燃烧不好；②冷却系带走的热量增多，散热损失和冷却系消耗功率增多；③机油黏度大，机械运转阻力增加，以上都将造成功率下降、燃油耗增加。
实践证明，柴油机经常在过热、过冷的状态下使用，都会影响使用寿命、动力性和经济性。
装载机工作时，如何使冷却系把适量的热量散发到大气中，保持柴油机在８０—９８℃之间工作，是装载机动力系热平衡要解决的主要课题。
考虑到经济性的因素，装载机的冷却系一般不会设计的过强，如何提升冷却能力，是本文探讨的主要内容。
一、柴油机单机热平衡１．柴油机燃料燃烧发出的热量分布式中：Ｑ—燃料完全燃烧产生的总热量（ＫＪ）Ｇ—燃料被燃烧的质量（ｋｇ）Ｈｕ—燃料的热值，柴油通常取低值４２．７×１０（ＫＪ／ｋｇ）二、装载机冷却系热平衡台架模拟试验结合整机配置情况，利用ＣＦＤ技术进行模拟计算分析，根据分析结果提出优化方案并改进方案，再通过模拟台架试验和整车试验验证优化方案的有效性。
１．模拟计算分析通过ＣＦＤ分析计算，影响整车热平衡的因素主要为风侧因素，有以下几点：进风阻力、散热器总成阻力、出风阻力和机罩内回风。
机罩内回风的影响：是指已流经散热器的“热风”，该热风回流量对散热不起作用并会造成机罩内气温偏高。
ＣＦＤ分析计算表明，风侧的影响较大。
２．模拟试验台试验模拟风洞台架，控制风速１５ｋｍ／ｈ及环境温度３０－５０℃；根据装载机结构在试验台架上模拟整车结构布置。