低散热柴油机整机传热快速预测模型

2021-07-13刘勇刘永丰王龙飞孙婉荣明平剑

哈尔滨工程大学学报 2021年7期

关键词：模型

刘勇，刘永丰，王龙飞，孙婉荣，明平剑

(1.哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，黑龙江哈尔滨 150001；2.中国北方发动机研究所，天津 300400)

低散热柴油机是对燃烧室等主要受热零部件采取隔热措施处理的发动机[1]。柴油机缸内的传热影响着发动机性能、燃油经济性和排放等，根据热力学定律，对发动机燃烧室进行隔热，能够提高输入热量的利用率[2]。

Torregrosa等[3]建立了一种简明的柴油机壁面温度模型，利用三节点模型来快速预测燃烧室周围部件的壁面温度，并分析了转速等参数对预测结果的影响；Rizoulis等[4]利用五节点热阻-热容模型替代温度传感器，对发动机部件温度及冷却液温度进行预测，并利用预测结果和实测冷却液温度的对比来调节冷却液的流量；谢志平等[5]利用动态传热网络模型预测了柴油机部件的温度变化，预测结果与实测数据具有相同的变化趋势。以上研究在计算时未考虑柴油机部件的热容或未考虑柴油机摩擦热的产生，但依旧体现了热阻-热容方法能够摆脱以往实验测量的方式正确、快速获得温度、热平衡等信息的优势。

为提高低散热柴油机在设计阶段的开发效率，本文以热阻-热容(thermal resistance and thermal capacity，R-C)动态传热网络模型与柴油机热力学模型的耦合计算为基础，开发柴油机整机传热的快速预测模型。