震惊!发动机热效率竟然可达55%?!_康明斯故障诊断_康明斯系列发动机、船用柴油机配件_重庆蜀阳商贸
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震惊!发动机热效率竟然可达55%?!

      相信不少朋友在网上看到过“发动机热效率”这个词,但一定能解释分明其中的含义,顶多知道这款发动机很凶猛而已。下面我们就来看看发动机热效率到底是个什么概念:

      发动机的工作原理是让燃料在汽缸内爆燃,在一瞬间内构成大量的高温、高压气体,以此来推进汽缸活塞运动,从而将蕴藏在燃料中的化学能转化成机械能,再经过曲柄机构将活塞的往复运动转化成作用于变速箱的圆周运动。

      发动机其实就是将热能转化成动能的东西。但柴油熄灭所得的能,有很多都是被糜费掉的。热效率也就是1单位柴油所产生的动能,简单的说就是热效率越高,发动机越省油。

      所以,降低油耗与发动机热效率的上下密切相关。2009年美国能源部宣布,准备在2010-2015年投资2.7亿美圆用于研发比原有卡车油耗低50%、发动机热效率进步50%、排放规范高于欧VI的“超级卡车计划”。在2016年,美国开端了第二期超级卡车项目,投资8000万美圆,在50%热效率发动机基础上,进一步将发动机热效率提升至55%。康明斯作为美国超级卡车项目第一期和第二期的重要参与单位,发动机热效率抵达了55%!这又是怎样做到的呢?

001成55%热效率的总线路图

      康明斯在超级卡车计划第一期中完成的51%热效率(BTE)发动机基础上,继续展开节能技术研讨。为完成55%热效率的目的,估量将从熄灭系统方面优化使BTE提升1.3%,从喷油系统方面优化使BTE提升1.3%,从空气系统(EGR和增压器)方面优化使BTE提升0.6%,从改善机械效率方面使BTE提升0.6%,从余热回收系统优化方面提升0.2%。采用这些优化办法,使发动机热效率在原机基础上进步了4%,抵达55%热效率水平。

002熄灭系统优化

       熄灭系统优化是改善热效率的重要办法,其在完成55%热效率目的中所占比重较大。在超级卡车第一期中,康明斯采用了钢活塞,并对活塞中止了冷却。为了完成55%热效率的目的,康明斯将进一步进步紧缩比,无活塞冷却或少量冷却,采用先进的隔热涂层技术减小熄灭室的传热系数,进步冷却液温度,以降低传热损失。经过采用这些技术,估量使BTE进步1.3%。

003燃油放射系统优化

      在超级卡车第一期计划中,康明期采用了传统的高压共轨和喷油器;而在第二期计划中,康明斯将采用高流量喷油器,是传统喷油器流量的3倍。进步喷油器流量有利于缩短熄灭持续期,估量经过进步喷油器流量使BTE进步1.3%。

004空气系统优化

      在超级卡车第一期计划中,康明期采用了冷却高压EGR和VGT增压系统;而在第二期计划中,康明期采用了上下压复合EGR系统和双通道涡轮增压系统,并对排气歧管中止优化设计,估量使BTE增加0.6%。

005余热回收系统优化

      在超级卡车第一期计划中,康明期对高压EGR、排气、冷却水和机油中的余热中止了回收;而在第二期计划中,康明期对高压EGR、低压EGR、排气、冷却水、机油和中冷器中的余热中止了回收,并对透平收缩机中止优化设计,估量使BTE增加0.2%。

006后处置系统

      关于高热效率发动机而言,其NOx排放通常较高,而且排气温度较低,对后处置系统提出了更高的请求。在超级卡车第一期计划中,康明斯采用了DOC+DPF+SCR的传统后处置技术;而在第二期计划中,康明斯采用了DOC+SCRF Closed-Coupled +SCR的先进后处置技术,可进一步进步NOx转化效率。SCRF是将选择性催化恢复SCR催化剂涂覆到壁流式微粒过滤器内,能同时降低柴油机NOx和颗粒物排放的集成式后处置装置。

007机械系统优化

      在超级卡车第一期计划中,康明斯主要采用低张力油环、可变流量机油泵、等离子体喷涂气缸套技术;而在第二期计划中,康明期采用了低张力的活塞环、类金刚石碳(DLC)涂层活塞环、新型等离子体喷涂气缸套、可变流量泵以及降低气门机构损失等技术。类金刚石碳(DLC)涂层具有与金刚石涂层相似的优秀性能以及石墨的自润滑性能,具有优秀的耐磨性能和摩擦性能,能有效地降低摩擦损失、控制结构磨损。经过以上的机械效率提升技术,估量使BTE进步0.6%。

      综合以上来看,想把热效率进步1%真不是一件简单的事情。

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