淺談柴油機熱試間通風工程方案的設計

張麗軍 鐘華

摘要：柴油機熱試間通風工程設施包括進風柜、排風柜、進風機、排風機，通風管道等，通過對進排風口的合理布局及風機量精確計算，滿足熱試操作間通風，提供較為舒適的操作環境。

關鍵詞：柴油機、熱試、通風、負壓

引言：

柴油機熱磨合試驗簡稱熱試，是每一臺柴油機在總裝后下線后必須進行的一道檢測工序。通過熱試可以對柴油機的整體性能及三漏情況進行調試、檢測、分析，從而判斷柴油機的質量是否達到了要求。

在熱試時測功機會產生大量的熱，柴油機本身也會產生大量的熱，特別是夏季。以合肥為例，夏季環境溫度有著逐年增高的趨勢，2017年7月下旬至8月下旬，在不到一個月的時間里，累計起來共有22個高溫日。長期在這種高溫環境下，熱試間內測試運轉的柴油機所釋放出的熱量不能及時的散失，會導致發動機高溫，影響性能發揮，操作者在熱試間內的作業時間雖短，但也是難以進行作業的，必須對熱試間內安裝通風系統設備。

下面以筆者所在合肥江淮朝柴動力有限公司的熱試間和產品進行通風工程方案的介紹。

方案設計：

1.設計原理

通風負荷

注：式中QA表示通風負荷，HL表示總的熱負荷，CP表示空氣的比熱， ρ表示空氣密度，△T表示通風系統進氣流與出氣流存在的溫差。

因熱試間內的總的熱負荷、空氣比熱、空氣密度一定，熱試間的通風系統出氣流的溫度等同熱試間室內溫度，同進氣口溫度成正比，同通風負荷成反比，即可通過選擇溫度較低的空間引風（進氣流溫度較低），選擇通風負荷大的風機以降低熱試間內溫度。

2.方案框架設計

通風工程設計的目的主要有三點，第一通過引入新風，加快空氣流動，帶走熱量降低室內溫度，保證發動機的散熱平衡和操作的舒適度，第二通過引入新風將泄漏的少量柴油機的廢氣排出，第三控制通風系統的運行費用。根據人體的舒適溫度，產品和設備的散熱要求，結合項目運行費用和實施費用綜合評估，設定熱試間溫度不大于38℃，并選擇離心風機配置方案。由于合肥地區的最高氣溫是大于38℃，從節能出發，取風位置需盡量安排在室內陰涼處，有條件也可安排在地下室。

柴油機在熱磨合時排氣側溫度最高，操作者的操作進盡量安排在進氣側，為發最大限度的發揮作用，通風系統進風口需布置在柴油機進氣側方向，高度和位置以進風盡量多吹向操作者和發動機為宜，進風口中心與其到柴油機頂部中心引線夾角一般為120°（取發動機頂部高1400mm，操作者身高1750mm，腳踏高200mm），如熱試間的空間不足以實現，可通過在進風柜內安裝導流板以實現。排風口不口與進行口相距太近，防止形成對流，其位置一般布置在熱試間排氣側墻面與柴油機后端面對應墻面角項部，以最大限度的帶走熱量。

3.熱負荷的計算

如何確定熱負荷是柴油機熱試間通風設計的關鍵，熱試間的熱負荷源主要有柴油機、排氣系統、測功機，發動機的熱負荷化繁為簡，一般使用等效法，各種設備傳遞到通風空氣中的熱量占輸出功率的比例如下表：

公司柴油機產品最大功率為86kw，測功機為Y250型水力測功機，從上表中可查出相應系數，代入得到

HL表示總的熱負荷=0.95*（0.1+0.3+0.05）*86≈36.8kw

注：按測功的功率發揮等同發動機功率計算

4.風機選型

取風處設計地下室，最高溫度在25-32℃，設定熱試間溫度不大于38℃，即通風系統出氣流溫度為38℃，通風系統進氣流與出氣流存在的溫差為6℃。將計算熱負荷值代入，通風負荷 中得到

通風負荷=0.84*36.8/6 m3/s=18547.2m3/h

根據要求，熱試間內每小時至少換氣30次，熱試間體積115m3至少需要新風量3450m3/h，綜上，選擇柜式進風離心風機，風量：18000m3/h，為了滿足熱試間內的微負壓，防止熱試間內泄漏的少量的柴油機廢氣再次泄漏到操作間，排風機風量需略大，取風量20000m3/h。進排風機需要配置風量調節裝置，對進排新風量進行調節。

5.其他注意事項

進排風機選型后其風管參數同時限定，熱試間的屋頂平臺是最佳的風機安裝平臺，但需要注意屋頂的承重和通風管道的安裝裝配性，進風柜中導流板的安裝角度非常關鍵，可以調節室內的氣流流向，提高效率。另由于熱試間內含有發動機廢氣，排風口的高度應達到國家或地方的環保標準要求。

發動機的尾氣排放需要單獨的系統處理，動力電源、控制系統在此不做介紹，可根據實際情況進行設計。

結束語：

自主商用車在中國市場的高速發展，帶來了自主柴油發動機的高速發展，對于柴油機制造實現過程有研究有著積極的意義。熱試間的通風是柴油機制造實現過程的關鍵部分，提高熱試間通風效果同其運行成本是一個矛盾體，需要收集大量的數據，細充分的對現狀細節進行了解分析，通過精確的計算與專業的設計來得到通風系統運行經濟、效果良好的目的。

作者簡介：張麗軍，1985年9月，性別：男，民族：漢，籍貫：安徽長豐，

研究方向：機電一體化。

鐘華，1990年11月，性別：男，民族：漢，籍貫：安徽舒城，研究方向：車輛工程