第6期（总第227期） 2016年12月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 6 (Serial No 227 )
Dec 2016
大功率柴油机活塞杆组机械损失分析
张利敏，高峰“，李京”，张忠伟，刘玉婷，吴永兴
（1.中国北方发动机研究所（天津），天津300400；2.北方道用动力集团第616厂，山西大同037036； 3.海军驻兴平地区军事代表室，陕西兴平713102；4.装甲兵驻616厂军事代表室，山西大同037036）
摘要：某大功率柴油机的整机机械损失试验研究表明，活塞连杆组机械损失占比最大，后续着重开展该组件机械损失研究。考虑到整机试验难以考察活塞连杆组各摩擦副机械损失，因此借助仿真方法开展其机械损失分配研究，并通过各分项机械损失之和与修正试验数据对比验证模型有效性。在此基础上，进一步研究了活塞连杆组机械损失随最高燃烧压力和转速的变化规律，为该柴油机未来强化和机械效率提升提供依据
关键词：机损失；活塞连杆组；大功率柴油机 DOI: 10 3969/j issn 1001-2222 2016 06 004
中图分类号：TK42332
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2016)06-0019-04
随着柴油机强化程度的不断提高，柴油机机械损失也急剧增大，主要包括活塞连杆组机械损失、配气机构的机械损失、传动系统及附属机构的机械损失以及泵气损失。前人研究表明1-4}，活塞连杆组在整机机械损失中占比最高。在当前环境和能源消耗矛盾凸显的情况下，降低活塞连杆组机械损失已成为传统发动机节能减排的重要手段，国内外对此开展了大量研究。Daimler公司L5针对SLK350所使用的V6汽油机，采用倒拖法测得活塞连杆组摩擦损失占总摩擦损失比值为61%；杜家益等人针对 S0FIM8140案油机，通过倒拖试验方法测试得到同类摩擦损失占比为50%：张春丰7等人采用类似方法测试6105ZLQ柴油机，发现活塞连杆组摩擦损失占总摩擦损失比值为573%。综上可知，由于发动机结构差异，不同发动机间活塞连杆组机械损失占比不同，但总体分布在50%～60%之间。曹杰等"针对某大功率柴油机，采用倒拖法测量得到活塞连杆组摩擦损失占总摩擦损失比值，该值远高于其他发动机，因此有必要针对该机开展活塞连杆组各摩擦副间机械损失占比分析，研究载荷、转速等因素对机械效率的影响规律，模清该柴油机机械效率提升的潜力
国外同行在研究活塞连杆组摩擦副机械损失时，般首先开展性能参数对机械损失的影响规律研究。例如Mahle"公司针对某活塞组开展了润滑油对机械损失的差异性影响研究以及不同最高燃烧压力利转速下的机械损失分布规律，为降低活塞组机械损失
收稿日期：2016-05-16；修回日期：2016-10-21
提供了依据。Miba"公司通过仿真与试验的方法针对某轴瓦开展了轴颈直径、轴瓦宽度、润滑油温度和类型对滑动轴承减摩的影响规律研究。
本研究在借鉴国内外研究方法的基础上，针对某大功率柴油机活塞连杆组，研究不同摩擦副机械损失占比，以及性能边界对摩擦副机械损失的影响规律，为该柴油机进一步强化和机械效率提升提供依据。
1机械损失试验
为了获得整机各系统机械损失以及占比，采用
倒拖法开展了柴油机整机机械损失测量试验。试验采用SKAF511电力测功机，其最大倒拖转速为 3000r/min，最大倒拖功率515kW。采用温控系统控制润滑油和冷却水温度。在进行柴油机各系统机械损失测量时，整机倒拖试验控制发动机回水温度（75土5)℃、润滑油进油温度（90土5)℃。
通过分解各系统部件进行机械损失分配试验，
在整机基础上逐步拆除燃油泵、活塞连杆组、配气机构进行试验，将倒拖机械损失逐项相减得到各部分机械损失数值，详细试验过程及数据可参考文献[8，整机倒拖功试验台架布置见图1。图2示出整机倒拖扭矩随转速及润滑油温度的变化。由图2 可知，润滑油温度对机械损失影响较大，随着润滑油温度上升，润滑油黏度降低，流动性增强，摩擦副间润滑油内摩阻力减小，导致各摩擦副机穗损失随之减小同一润滑油温度下，倒拖扭矩随着转速升高
作者简介：张利敏（1983一），男，工程师，博士，主要研究方向为内燃机结构优化+tjuzlmwan@aliyuneom，