如何通过减少气门座泄漏来优化发动机

如何通过减少气门座泄漏来优化发动机

随着能源成本的上升和对环境的关注日益增加，各行各业的许多公司已开始致力于提高整体系统效率。无论是在工厂，发电厂还是在船上，三通控制阀通常用于调节热回收（CHP），区域供暖或HVAC系统中的发动机流体温度。

三通阀的主要功能是控制直接流回热负载而不是通过冷却器的流体比例，从而调节温度。高效的阀将使由于流动引起的压降最小化，但也具有完全密封端口的能力，从而最大程度地减少了阀座泄漏。

为什么控制阀效率很重要？

压降：通过潜在限制（例如阀门，管道和仪器）的流体压降越低，对泵的需求就越小。通过降低潜在的能源消耗，这可以节省成本。

物理尺寸：对于给定的流量，效率更高的阀门可以允许更小的物理尺寸。这可以帮助开发更紧凑的包装解决方案，并降低振动的敏感性。

阀座泄漏：阀座泄漏定义了通过“封闭端口”的流体流量，根据应用场合，较低的阀座泄漏可能对系统的整体效率至关重要。在许多应用中，“控制阀”被设计为在行程的三分之二的中心操作，以连续调节流体的温度。在其他应用中，“隔离阀”设计为完全密封流路，并且可以打开或关闭。 

座椅泄漏如何影响发电应用中的发动机运行？

在基于发动机的发电厂中，冷却系统通常是位于外部的风冷热交换器。三通控制阀通过将一些流体引向热交换器（冷却器），将一些流体引向旁路，来调节返回发动机的流体温度。

在正常运行条件下，调节阀可调节以将一部分流量引导至冷却器和旁通端口，因此无需考虑阀座泄漏。考虑到发动机在固定负载下运行，随着周围空气温度开始升高，随着空气冷却效果的降低，阀门将需要将更多比例的流体引导至冷却器。最终，如果环境空气温度继续升高，热交换器将耗尽冷却能力，并且水可能开始超过理想甚至设计极限。在这种情况下，可能有必要在理想温度之外运行或降低发动机功率以降低热负荷。

您可以在下面的动画中看到它的工作原理：

在下图中，阀门完全向热交换器打开，要求最大程度的冷却。水来自发动机从80由热交换器冷却^℃至^40℃。记住的是，控制阀不一定设计成完全隔离的端口，如果座椅泄漏仍然允许流体的5％至流向旁路，温度回到发动机将是^42℃下而不是^40℃。

这种2 ^o C的冷却能力损失降低了系统效率，并且可能是必须减少功率输出或在预期温度限制之外运行的力之间的区别。在较高温度下运行会导致油耗和排放增加。

总而言之，减少座椅向冷却器的泄漏会带来许多潜在的好处，包括更快的预热时间，更高的热回收率和更少的废热，所有这些都可以提高发动机系统的性能并节省成本。

选择合适的阀门