热障涂层柴油发动机能量平衡的研究

汽车整体能源的使用取决于两个因素，即车辆载荷和动力效率。前者取决于速度、加速度和关键车辆的特征，如质量；后者取决于内燃机的热力学效率，以及发动机和变速器摩擦。柴油机提供的燃料热能最终只有1/3转变为有用功率输出。理论上讲，如果可以减少散热，那么热效率将会得到提高。低散热发动机就是通过减少冷却液带走的热量来达到此目的。评估了汽车在不同载荷下能量平衡的4冲程陶瓷凃层双缸水冷柴油发动机。评估的结果表明：①热障陶瓷涂层使发动机水套中的热量损失减少，筒壁的温度有所升高。筒壁内热量损失的减少使排气能量提高。高排气能量导致更高的排气温度，从而使容积效率降低。②热障涂层柴油发动机的总体性能更优，但热效率并未提高。③在发动机的活塞顶面涂层、气缸盖顶面、衬垫、入口和出口的阀门处进行500mm厚的PSZ涂层时，高、中、低负荷冷却剂的热损失大约分别为23%、33%和48%。在标准发动机的情况下（无涂层），冷却剂热损失分别高于有涂层发动机30%、40%和50%。④在热障涂层柴油发动机中，高、中、低载荷下排气系统的热损失分别为38%、28%和24%，而标准发动机的热损失值分别是29%、23%和19%。⑤由于热障涂层发动机筒壁温度的升高，虽然涡轮增压器的高压力可以解决这一问题，但容积效率还是有所下降。

AshishJashvantlalModi. SAE 2012-01-0389.

编译：王维