检测发动机内的冷却水的流动

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冷却水的流量135.31lmin.用激光对气缸头冷却水水平方向的流动速度进行了二维测量，计算机对测量结果自动进行处理，试验对气缸头中6个水平面中的速度进行了测试，为测量截面的位置。图3中最上面一个面位于离顶部切断面7mm处，别的面随着序号依此变深。示出了缸头水腔中某一代表性横断截面中冷却水流动路径的分布。

结果分析气缸头中的冷却水从第四缸流向第一缸，然后冷却水流回冷却水箱。气缸头中的冷却水流动当然是三维的，冷却水从缸体进入缸头，到达上壁面的垂直流动最终都变成了水平方向的流动，并从第一缸流出，因此，若仔细地测量水平面内的速度，就可以把握缸头中冷却水流动的主要特征。另一方面，冷却水流动几乎都是湍流，激光测得的流速是一定时间内的平均值。一般认为，与层流相比，湍流使速度边界层变薄，对气缸头的冷却具有良好影响。由图5可以看出，从总体上看，水平面内冷却水的流动速度从第四缸到第一缸逐渐增大，下游的第一缸不仅接受来自缸体的冷却水，而且接受来自上游的冷却水。因此，下游的气缸头比上游气缸头得到更好冷却。

因为排气阀和排气道的热负荷比吸气侧要高，这是需要特别注意的。冷却水箱来的水经冷却水泵进入缸体，首先对气缸体进行冷却，接着进入气缸头的进排气侧。如所示，气缸体来的水分五部分向下游流去：①流过排气道和燃烧室之间的冷却水道；②进排气阀之间的冷却水道；③进气道和燃烧室之间的冷却水道；④试验柴油机为四气阀顶置式结构，冷却水流过喷油周围的冷却水道；⑤排气道上方冷却水道，以上序号对应中的数字标号。考虑以上因素，垂直方向的大部分冷却水流过靠近燃烧室的气缸头底部，且水平方向较多的冷却水流过排气一侧。这样能很好地对热负荷高的区域进行冷却。

从流动角度看，冷却水上游的气缸对应的气缸头部分的冷却条件比下游气缸对应的气缸头部分的冷却条件来得严峻，必须对气缸头上游部分的冷却水流动进行合理的分布，并保证足够的冷却水量。下游的气缸头部分与上游的水路形状相同，冷却效果当然较好。从垂直方向速度分布来看，越往下面，流速有变小趋势，但是变化比较缓慢，并且靠近底面，流速又有增大趋势，这一点由可见。这表明垂直方向的流速分布情况良好，冷却水以较大的速度流过气缸头冷却水腔底部。燃烧室的顶部和排气道的周围得到了很好的冷却。若下部区域的冷却水流速与上、中部区域相比过小，则说明下部区域的流动阻力过大，使冷却水过多地从上中部流过，那将不利于气缸头的冷却。另外，第四缸对应的气缸头封闭端冷却水腔流动比较特别，那里空间特别狭窄，冷却水垂直方向的流动比较明显。

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