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压缩机喷射冷却原理图-压缩机喷油冷原理图

压缩机喷射冷却,说白了就是把水顺着高压气流往气缸里灌,目标是让气缸壁冷下来,空气再冷点,压缩起来更好办,热负荷也就小了点。
那会儿看资料上一堆公式,恨不得把每一个参数都掰开了揉碎了讲,那玩意儿看着酷但实际上没啥用。真工况下,水流进气缸,压力直接飙上去,水瞬间就得沸腾。
这时候散热器再热也救不了,得靠水在气缸壁表面“磨”着散热。 如何说是“磨”,如何说是“冲击”。高压水流出去,跟气缸壁接触的那几层水膜,温度能稳得住。但有些老机型,气缸壁忒滑,水流进去就滑走了,就连可能在气缸盖缝隙里形成小气穴,把水直接吸进气缸里去,那才是真正的灾难。
这就是为啥有些发动机加了后冷却器才敢喷水,为啥有些喷油嘴喷的是水还加个高温冷却器。喷射冷却核心就一句:别让水流走,得让它贴在壁面上。
要是水流走了,气缸壁温度直挂天上,活塞冲上去,连杆也受不了。 举个例子,那会儿有个老款宝马,喷的是水,默认配置就两路,一路去气缸,一路去后油底壳。
那时候气缸压力高,水喷进去,瞬间能当蒸汽用,把缸壁温度拉下来。但不知道那时期发动机缸盖和气缸口如何设计的,水挺好办顺着缝隙溜进气缸盖,哪怕只是几滴水进去,后果也是等出来的。
后来改成冷量淋浴,效果就不一样,别看水还是多了,但务必保证水流到气缸壁,不能乱溜。 现代发动机里,喷射冷却讲究个“全缸覆盖”,不是哪一缸喷得多,哪一缸喷得少,得全缸都喷满。出于热负荷不匀,热胀冷缩会不均匀,气缸盖和缸体之间,引擎盖和高粱之间,都会出于局部温差大而形成应力,久了好办裂。全喷满,温度分布才均匀,发动机才耐造。 原理图里得有个意思,就是水流进来,压力肯定升。水流出来的位置,压力肯定低。图里画了个箭头,顺着水流方向,压力在掉。
这挺正常,水越喷越远,压力自然就小了。但关键是水流在气缸壁表面停留的工夫要长,停留久了,水温度能降下来,气缸壁也能降温。
要是是快速流过,水早就变成蒸汽走了,气缸壁还是热的。
故此得看水流速,得看水流在壁面留下的痕迹,这痕迹就是温度。 有些发动机为了省水,喷的比实际需求的少,但效果也不好。出于水少了,气缸壁温度上不去,热负荷还是大,油耗还是高的。喷多了呢,水好办流走,有的就连连气缸盖都淋湿了,不仅冷却效果差,还好办出于水膜忒滑,害得气缸盖和气缸套之间形成漏水,要么出于水膜忒厚,把本该润滑的油给冲走了。
这不是双输。 再看个具体数据。有些老机型的喷水量,按缸数算,每缸 200 毫升。但实际工况,有些气缸喷的少,有些喷得多,总量加起来可能还是够用的。但目前的趋势是更精准,每个气缸就连每个气缸每个着火期,水量都管住得差不多。出于热负荷这东西,是动态的。进气温度高,喷得多一点;压缩温度高,喷得少一点。全缸全时,水量固定,热负荷波动大,可靠性就难保证。 喷水之后,气缸壁温度确实降了。但这只是第一步。水降温了,气缸内的空气体积在压缩,压力在升。
这时候气缸内的热量,一局部来自进气,一局部来自喷药,还有一局部来自喷水量本身蒸发吸热。水蒸发吸热是最直接的,但水也带着热,喷出来之后,气缸壁温度降了,但发动机整体温度还是得靠别的系统降。
这就是为啥喷了水,发动机转速上去了,水温还没降下来的缘由。 喷水的目标,不只是是为了下降气缸壁温度。是为了下降喷油嘴温度,下降喷油压力。喷油嘴温度高了,雾化效果就差了,雾化颗粒大,燃烧不充分,油耗反而高。喷油压力高了,雾化颗粒更细,但与此同时也增添了喷油嘴本身的负荷。喷油嘴得承受高压油,又得承受高压水,再加上喷射冷却水,压力 management 是个技术活。压力高了,水流冲击力强,冲刷好;压力忒低,水流冲刷力不足,冷却效果就打折。 故此喷水的原理图,不能只画个箭头。得画出来水流是如何进,是如何走,是如何跟气缸壁接触的。接触面积多大,停留工夫多长。水流出来的压力低,但这不代表压力就小,这代表了水流离开了气缸壁,压力就释放了。 归根结底,喷射冷却就是利用高压水流在气缸壁表面进行热换,把热负荷降下来,让发动机更省油更长寿。但这中间每一步都连着,水走不走,温度降不降,压力稳不稳,都是结局。图里画得再复杂,不如真试验着跑,看看水温升得慢不慢,看看油耗降得实不实。
只有在真工况下,才能看清那些藏在图纸里的保险边际。
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