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车队长金博在线 - 小知识--冷却液温度对发动机的影响
发布时间:2014-08-02 11:08:03   点击: 285

车队长金博在线小知识--冷却液温度对发动机的影响

发动机处于冷却液较高温度时运转,有利于提高效率及改善排放性能,减少排气污染,但传统冷却液水温太高会产生机件过热、开锅及加快水垢结成等难题。因此要保持发动机在冷却液较高的温度下工作,才能充分发挥其效率。冷却液温度对发动机的影响如下:

1.1 对动力性和经济性的影响

从热力学可知,燃气通过壁面传给冷却液的热量与燃气和冷却液两者的温差成正比。当燃气温度一定时,冷却液温度越低,则冷却热损失越严重,必将导致发动机热效率下降,经济性变差。如果冷却液温度提高,在同样负荷下,燃烧室内壁温度将有所提高,从而使压缩终了温度随之提高,温度提高将改善燃烧过程。试验表明:冷却液温度从50℃提高到85℃ ,经济性可提高约30%;与85℃时的数据相比,105℃ 时的HC和CO排放分别减少了10% 和4%,此外,燃油消耗率下降了约3%。可见,避免偏低的冷却液温度,可减少散热损失,改善燃烧过程,有利于提高发动机的动力性和经济性。

1.2 对可靠性和寿命的影响

冷却液温度对磨损的影响极大。气缸内的可燃混合汽体燃烧后产生酸性物和水蒸气,当冷却液温度较低时,酸性物和水蒸气极易凝结在气缸表面上,对气缸壁等起腐蚀作用,从而使气缸壁表面形成较疏松的细小孔洞,在摩擦中容易被活塞环刮落,形成腐蚀磨损。实践表明,冷却液温度越低,磨损速度越大。可见,采用较高的冷却液温度对延长发动机使用寿命是极为重要的,即使是日常使用中也要特别要防止发动机未能暖车即加载工作,以免磨损加剧。

发动机运转时,气缸盖和气缸壁面两侧存在较大的温差。由于内壁的温度高,所以内壁的膨胀必然大于外壁,但内壁的膨胀受到外壁的限制,故内壁产生压缩应力,而外壁产生拉伸应力,即所谓的热应力的大小与温差成正比。当冷却液温度较高时,温差减小,热应力随之而减小。热应力影响到发动机受热机件的可靠性及寿命。

1.3?对排放的影响

据测量分析,发动机排气中含有氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳、碳烟等有害物质。这些有害物质排入大气中,造成大气污染,引起公害,严重危及人类健康和生物生长。

氮氧化物的生成量决定于反应物氮和氧的浓度、反应时的温度(取决于燃烧室内最高燃烧温度),以及反应的时间长短(取决于燃烧室内高温的持续时间)。为降低氮氧化物的生成量,应降低火焰高峰温度,减慢燃烧初期的放热速率。提高柴油机冷却液温度将使压缩终了温度升高,似乎燃烧最高温度也应相应升高,但由于明显缩短了滞燃期,从而降低了速燃期的放热速率。综合之下,燃烧最高温度有所下降,使用氮氧化物的生成有所减少。

碳氢化物是由于形成不良的混合气、不良的燃烧组织或温度过低而产生的,是未燃的燃料和裂解反应的产物。显然,提高冷却液温度对混合气的形成和燃烧过程的改善均是有利的,同时也大大降低了低温壁面的“激冷效应”,减少碳氢化物的生成。

一氧化碳是由于燃烧室内局部缺氧或温度低,致使部分燃料不能完全燃烧而生成的。显然,提高冷却液温度可加快燃料的汽化,使可燃混合气的形成更加完善,同时又提高了壁面温度,可减少一氧化碳的生成。

柴油机中,当燃烧火焰碰到冷的气缸壁而熄灭时,燃料中的碳不能燃烧而被聚合成碳烟,随排气排入大气层。显然,提高冷却液温度可提高气缸壁温度,从而降低碳烟的生成。

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