发动机热平衡试验方法
WD615发动机低负荷热平衡分析
１ 概 述
所谓的热平衡就是根据有效功和各种损失 的数 量分配表示燃料热能 （ 作为 １０ 的利用情况。通 ０ ％） 常内燃 机 中燃料 燃烧 所 放 出的热 能 只有 ３％ 一 ０
取暖的做准实验设 备和 仪器 ．
实验用的试验 台如图 １ 所示 ， 实验仪器 ：
４ ％转化为有效功 ， ５ 其余的热量被冷却水 带走 ２％ ０
一
２％、 ５ 废气带走 ３ ％ ～ ０ ０ ４ ％…。为 了探 讨利于内
燃机余热满足客车冬季取暖需要 的可行性 ， 本文针 对 ＷＤ １ ６５柴油机 进行 了热平 衡 实验 研 究 ， 鉴于 客 车 发动机常用工况为低负荷， 因此 ， 研究工况以低负荷 为 主。 本文主要研究冷却水热量 的利用 ， 通过 ＷＤ １ ６５ 柴油机低负荷热平衡实验， 计算 出该发动机在 同 １况下可以利用 的冷却水的能量 ， 二 确定有效的利用
维普资讯
２０ 年第 ５ 总第 ９ 期） ０６ 期（ ５
内燃机与动力装置
ＩＣ Ｅ＆Ｐｗｒａｔ ．． ｏｅ ｌ ｐｎ
２Ｏ 年 １ 月 Ｏ６ Ｏ
【 试验研究】
ＷＤ １ ６５发动机低 负荷热平衡分析
张万里 。 张锡朝 。 焦其伟
（ 山东大学 能源与动力学院， 山东 济南 ２０６ ） ５０ １
测点 布 置如 图 ２所示 。Ｔ Ｃ为 废气 涡 轮增 压 器 ，
作者简介 ： 张万里 （９ １ ， １８ 一） 山东潍坊人 ， 山东大学硕士研究生 ， 主要从事大客车热管理系统的研究 。
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
黄旭;陈楠;马东元;张伟;许伟利
【期刊名称】《时代汽车》
【年(卷),期】2022()15
【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。
【总页数】2页(P133-134)
【作者】黄旭;陈楠;马东元;张伟;许伟利
【作者单位】中国北方发动机研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.微型汽车整车热平衡实验研究与分析
2.微型汽车发动机热平衡试验研究与分析
3.某天然气发动机重卡整车热平衡试验分析
4.基于逐步回归分析法的整车热平衡试验数据研究
5.重型发动机整车热平衡试验分析
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02热机试验(热平衡)
⑷试验数据记录至少应包括下列项目： ①试验名称； ②工况序别（100%负荷、70%负荷…） ③试验日期； ④试验开始与结束时间； ⑤测试时间与数据； ⑥仪器类型及精度； ⑦修正系数或修正值； ⑧与数据处理有关的项目（截面积，长度等） ⑨记录人、计算人及负责人。
㈧预备性试验
正式试验前，须按正式试验的测试项目 及要求进行一次预备性试验。
②蒸汽—孔板或喷嘴流量计
③空气或含尘浓度不大的气体—标准动 压测定管(皮托管)，笛形管、文丘里管、 机翼形测量装置
（除皮托管外，其余的均需逐根标定）
气体流量测量装置
48(3d) 8孔,φ1.5
φ5
气流方向
φ16
全压孔
静压孔
皮托管(头部)
静压孔
气流 方向
全压孔
机翼测风装置
气流方向 冲击管φ10×1 全压
炉渣量为Glz(kg/h)，炉渣含碳量为Clz(%) 则：炉渣中的灰量=Glz(100－Clz)/100
炉渣灰份额=[Glz(100－Clz)]/(BAar) 称量炉渣量和沉降灰量，可计算飞灰量。 ⑶按协议规定的灰渣比例进行计算。
㈤各项汽水参数（流量、压力和温度）
⑴温度：
①实验用玻璃水银温度计—小容量电站 炉中蒸汽、给水及烟温，0～500℃；
静压 反向管φ10×1
靠背动压测量管
带半球头的皮托管
笛形管
⑷气体流量计算： 实测流量：Q=3600UpjF (m3/h) 平均流速：Upj=Kd（2×Pd/ρ）0.5 其中，Kd—动压修正系数，考虑笛形管与皮
托管的差异
平均动压值: Pd Pd1 Pd2 ...... Pdn / n
换算至标准状态下的流量： Q0=3600Upj×F×(ρ/ρ0) F-流通截面积； ρ、ρ0—气流的实测密度和标准状态下的密 度，kg／m3
热平衡路试实验大纲
整车热平衡路试实验大纲1.适用范围本实验大纲适用于标杆车及样车测定汽车热平衡能力的道路试验方法。
本实验大纲适用于同时装有强制循环液冷式发动机和具有手动挡功能变速器的各类汽车，其他类型的汽车也参照执行2.实验依据2.1 GB/T 12542-2009 《汽车热平衡能力道路实验验证方法》2.2 GB/T 12534 《汽车道路实验方法通则》2.3GB/T 18297-2001《汽车发动机性能实验方法》3.整车热平衡实验相关术语和定义a）环境温度 :汽车行驶时周围环境阴影下 1.5m 高处的空气温度。
b）冷却介质 :起冷却作用的物质，包括发动机冷却液、发动机润滑油、变速器润滑油、驱动桥润滑油等。
本试验中只对发动机冷却液和发动机润滑油的温度进行测量。
c)热平衡 :系统 (零部件、总成、汽车 )各部分温度与环境温度的差值达到稳定状态。
d)汽车热平衡 :汽车动力总成 (发动机、变速器、驱动桥 )热平衡。
e)冷却常数 :汽车热平衡时冷却介质温度与环境温度的差值。
f)冷却介质许用最高温度:汽车动力总成 (发动机、变速器、驱动桥)正常工作所允许的冷却介质最高温度(由生产厂给定 )。
g)极限使用工况 :汽车低档位、全油门长时间输出最大扭矩或最大功率的情况。
h)常规使用工况 :汽车高速行驶、高速爬坡、长时间怠速等汽车常见使用工况。
i)极限使用许用环境温度 :极限使用工况下汽车受冷却介质许用最高温度的限制而允许使用的最高环境温度。
j)常规使用许用环境温度 :常规使用工况下汽车受冷却介质许用最高温度的限制而允许使用的最高环境温度。
4.实验条件及所需工具4.1 无雨、无雾，环境温度不低于30℃，风速不大于3m/s。
如果环境温度低于 30℃，则应详细记录实验时的环境温度、湿度、大气压力等气象参数。
4.2 实验道路按 GB/T 12534 的规定，要求路面坚硬、平坦、清洁、干燥，用混凝土或者沥青铺装，要有足够长的高速跑道，纵坡度小于0.1%。
锅炉机组热平衡实验方法
锅炉机组热平衡实验方法介绍锅炉机组热平衡实验是一种测试锅炉在正常运行状态下各部分的热平衡情况的方法。
通过该实验可以评估锅炉的工作效率、热损失情况以及可能存在的问题，为锅炉的运行和维护提供依据。
本文将详细介绍锅炉机组热平衡实验的方法和步骤。
实验目的锅炉机组热平衡实验的目的是： 1. 评估锅炉的热平衡情况； 2. 分析热损失情况，找出可能的问题； 3. 为锅炉的调整和维护提供依据。
实验步骤锅炉机组热平衡实验的步骤如下：1. 试验准备•准备好必要的试验设备，如温度计、热工仪表等；•清洁锅炉的内外部，确保无阻塞和漏风现象；•确定试验参数和记录格式。
2. 开始试验•启动锅炉，并调整锅炉运行至正常工作状态；•记录锅炉运行过程中的各项参数，如进出口温度、流量、压力等。
3. 测量热量损失•用热工仪表测量各部分的热量损失情况，包括锅炉本体、烟气、水冷壁等；•根据测量结果计算各部分的热损失百分比，并进行比较分析。
4. 分析问题和改进措施•根据实验结果，分析可能存在的问题，如是否存在过高的热损失或不均衡的热分布等；•提出相应的改进和优化措施，如增加保温材料、改善烟气排放等。
5. 结果总结与报告•根据实验数据和分析结果，进行结果总结；•撰写实验报告，包括实验目的、过程和结论等内容。
注意事项在进行锅炉机组热平衡实验时，还需注意以下几点：1. 安全措施•确保实验过程中的安全性，如防止燃气泄漏、高温烫伤等；•严格按照操作规程进行操作，避免人身和设备损伤。
2. 数据准确性•实验数据的准确性对于结果的可信度至关重要，应严格按照规定的方法和仪器进行测量；•实验数据的记录应详细和准确，避免出现错误或遗漏。
3. 实验环境•实验环境应保持稳定，避免干扰实验结果；•适当调整锅炉的运行参数，以满足实验的需要。
4. 数据分析•对实验结果进行合理的分析和解释，找出问题的原因和可能的改进措施；•避免片面解读数据，应综合考虑多个因素进行分析。
实验效果与应用通过锅炉机组热平衡实验，可以评估锅炉的热平衡情况，分析热损失情况，找出问题并提出改进措施。
柴油机热平衡数值仿真与试验研究的开题报告
柴油机热平衡数值仿真与试验研究的开题报告
1.研究背景和意义
柴油机是一种重要的内燃机，应用广泛。
然而，其燃烧过程存在很多不确定因素，使得柴油机效率低下，污染排放高。
为了提高柴油机效率，降低污染排放，热平衡数值仿真技术成为了解决该问题的一种有效方法。
通过热平衡数值仿真，可以研究柴油机各个部件之间的热传递和能量
转化情况，进而优化其结构和工况参数。
同时，热平衡数值仿真还可以用于预测柴油
机的性能和寿命，提高柴油机的可靠性和安全性。
因此，对柴油机热平衡数值仿真技术的研究和应用具有重要意义。
2.研究内容和方法
本文主要研究柴油机热平衡数值仿真和试验研究，并结合实际应用情况开展相关研究。
具体研究内容包括：
（1）建立柴油机的热平衡数值仿真模型，深入分析柴油机各个部件之间的热传
递和能量转化情况。
（2）设计柴油机试验台并开展试验。
利用试验所得数据验证数值仿真模型的准
确性和可靠性。
（3）通过对热平衡数值仿真模型和试验数据的深入分析，确定优化柴油机结构
和工况参数的方向和途径，提高柴油机效率和降低污染排放。
本文采用数值仿真和试验相结合的方法进行研究和分析。
3.预期研究结果和意义
本文预期通过研究柴油机热平衡数值仿真和试验，得出柴油机各个部件之间的热传递和能量转化情况，并确定最优化的结构和工况参数，提高柴油机的效率和降低污
染排放。
同时，本文还将对柴油机试验台的设计和试验方法进行总结和归纳，为柴油机试验研究提供参考和借鉴。
本文的研究成果将对柴油机领域的科学研究和实际应用具有重要的推动和促进作用。
压缩机测试热平衡法
压缩机测试热平衡法压缩机测试热平衡法是一种常用的测试方法，用于评估压缩机的热平衡性能。
在这种测试中，我们需要将压缩机置于特定的工作环境中，并通过测量其输入功率和输出功率来评估其热平衡性能。
我们需要准备一个测试台，该测试台可以模拟出压缩机在实际工作环境中的条件。
测试台中需要包含各种传感器和仪器，以便我们可以测量压缩机的输入功率和输出功率。
这些传感器和仪器可以测量电流、电压、温度等参数，以便我们可以准确地评估压缩机的性能。
在测试过程中，我们首先需要将压缩机连接到测试台上，并确保其正常运行。
然后，我们可以通过测量输入功率和输出功率来评估压缩机的热平衡性能。
输入功率可以通过测量压缩机所需的电流和电压来计算得出，输出功率可以通过测量压缩机输出的气体流量和压力来计算得出。
通过对输入功率和输出功率的测量，我们可以得到压缩机的热平衡性能指标。
这些指标可以用来评估压缩机的能效和工作效果。
例如，我们可以计算出压缩机的热平衡效率，即输出功率与输入功率的比值。
这个指标可以告诉我们压缩机在工作过程中的能量转换效率如何，从而帮助我们评估其性能。
除了热平衡效率外，我们还可以通过测试来评估压缩机的稳定性和可靠性。
例如，我们可以通过测量压缩机在不同负载下的输出功率来评估其负载能力。
我们还可以通过测量压缩机在不同环境温度下的输入功率来评估其适应能力。
压缩机测试热平衡法是一种常用的测试方法，可以帮助我们评估压缩机的热平衡性能。
通过这种测试，我们可以了解压缩机在实际工作环境中的表现，并评估其能效和工作效果。
这对于选择和使用压缩机具有重要的指导意义，也有助于提高能源利用效率和减少能源浪费。
发动机动力平衡的检测原理
发动机动力平衡的检测原理
发动机动力平衡是指发动机在运转时各缸气缸的动力输出是否平衡。
发动机动力平衡的检测原理是通过检测每个气缸的爆发压力，来确定各气缸的动力输出是否平衡。
检测方法一般是在发动机运转时，将传感器插入每个气缸的火花塞孔内，测量每个气缸的爆发压力，然后将测量结果进行比较，以确定各气缸的动力输出是否平衡。
一般来说，如果发现某个气缸的爆发压力与其他气缸相比有明显的差异，就说明该气缸的动力输出存在问题，需要进行维修或调整。
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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％
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
℃
Ｔ 中冷前
℃
Ｑ 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
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。
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
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
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
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
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
ｒ／ｍｉｎ
Ｐｅ
ｋＷ
Ｇｆ
ｋｇ／ｈ
Ｇ 进气
ｋｇ／ｓ
Ｇ 冷却液
Ｌ／ｍｉｎ
பைடு நூலகம்
Ｔ 出水－Ｔ 进水
℃
Ｔ 环
℃
Ｔ 蜗轮出口
℃
Ｔ 中冷后
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。
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
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％
℃
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
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
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
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％