熱障涂層柴油發動機能量平衡的研究

熱障涂層柴油發動機能量平衡的研究

汽車整體能源的使用取決于兩個因素，即車輛載荷和動力效率。前者取決于速度、加速度和關鍵車輛的特征，如質量；后者取決于內燃機的熱力學效率，以及發動機和變速器摩擦。柴油機提供的燃料熱能最終只有1/3轉變為有用功率輸出。理論上講，如果可以減少散熱，那么熱效率將會得到提高。低散熱發動機就是通過減少冷卻液帶走的熱量來達到此目的。評估了汽車在不同載荷下能量平衡的4沖程陶瓷凃層雙缸水冷柴油發動機。評估的結果表明：①熱障陶瓷涂層使發動機水套中的熱量損失減少，筒壁的溫度有所升高。筒壁內熱量損失的減少使排氣能量提高。高排氣能量導致更高的排氣溫度，從而使容積效率降低。②熱障涂層柴油發動機的總體性能更優，但熱效率并未提高。③在發動機的活塞頂面涂層、氣缸蓋頂面、襯墊、入口和出口的閥門處進行500mm厚的PSZ涂層時，高、中、低負荷冷卻劑的熱損失大約分別為23%、33%和48%。在標準發動機的情況下（無涂層），冷卻劑熱損失分別高于有涂層發動機30%、40%和50%。④在熱障涂層柴油發動機中，高、中、低載荷下排氣系統的熱損失分別為38%、28%和24%，而標準發動機的熱損失值分別是29%、23%和19%。⑤由于熱障涂層發動機筒壁溫度的升高，雖然渦輪增壓器的高壓力可以解決這一問題，但容積效率還是有所下降。

AshishJashvantlalModi. SAE 2012-01-0389.

編譯：王維