摘要：随着对发动机开发及测试要求的不断提高，需要不断改善测试条件，以便更好地为发动机测试、开发提供支持。在发动机恒温、恒湿实验室设计时，需要科学、合理地进行实验室新风换气量计算，实验室冷负荷、热负荷计算，制冷、制热功率平衡计算及设计，需要合理地进行发动机实验室冷却系统及排烟系统设计，只有这样，才能使设计出的恒温、恒湿实验室满足要求。

    在内燃机发展初期，发动机试验时对环境条件要求不是很高，随着技术的进步，要求不断提升发动机各项性能（如排放性能、动力性能等），因此，对发动机试验环境的要求也越来越严格。良好的试验条件对发动机开发试验尤其重要，如电喷发动机匹配及标定试验、发动机排放性能试验等。另外，通用小型汽油机排放试验也需要对试验环境进行有效控制，才能使试验结果比较稳定。本文针对发动机试验过程中的环境条件控制，通过对发动机恒温、恒湿试验系统的设计，对发动机恒温、恒湿实验室设计时需要考虑的制热／制冷功率平衡、实验室新风换气设计等方面进行探讨。

    1 发动机恒温、恒湿实验室总体设计方案
    发动机试验恒温、恒湿实验室设计时，先要确定设计目标参数，需要考虑的因素有：实验室的最大测试能力范围，需要实现的温度及湿度控制目标。以设计最大测试能力为15 kW的发动机实验室为例，该恒温、恒湿发动机实验室设计指标如表1所示。

    发动机恒温、恒湿实验室设计时，主要从以下几个方面考虑：环境条件控制机组的选择、发动机实验室送风管路及回风管路设计、发动机实验室最大测试能力、发动机冷却系统及排烟系统设计。
    对于测试小功率发动机恒温、恒湿实验室，可以选用传统的以压缩机为核心的恒温、恒湿机组作为控制机组，一般采用PLC控制；若被测发动机功率较大，可考虑选择冷水机组。为使实验室温湿度均匀，在送风管路及回风管路设计时，采用了顶送低回的设计，循环风通过实验室顶上的几个送风口送入实验室，回风通过实验室四壁的多个回风管路送回恒温、恒湿机组。需要说明的是，由于发动机工作时，会向实验室散发出一定的热量，因此，可在恒温、恒湿系统中增加废热回收机，冬季再将这部分能源回收利用。发动机恒温、恒湿实验室工作原理如图1所示。

    2 发动机冷却系统及排烟系统设计
    发动机试验时，需要先对发动机进行冷却，同时要将发动机燃烧后产生的废气排出实验室，发动机恒温、恒湿实验室设计时要考虑冷却系统及排烟系统设计。为了能对不同工况合理冷却，冷却系统一般使用变频调速风机控制，冷却系统的进风必须来自实验室，否则，就不能实现恒温、恒湿控制。排烟系统要既能有效将试验过程产生的废气排出实验室，又要兼顾节能，所以，排烟系统一般也使用变频调速风机控制。发动机实验室冷却系统及排烟系统布局如图2所示。

    3 发动机试验新风换气量计算
    发动机恒温、恒湿实验室与普通的恒温、恒湿实验室不同，普通的恒温、恒湿实验室只需考虑温湿度控制即可，而发动机恒温、恒湿实验室因试验时会消耗实验室内的氧气，因此，发动机试验过程中需不断对实验室补充新风，以保证发动机能正常工作，而且，补入的新风量不能小于发动机最大负荷工作时消耗的新风量。假设，发动机实验室试验的最大功率发动机为300 mL高速小型四冲程汽油机，最大设计转速为8 000 r/min，其新风换气量计算参数及计算结果如表2所示。

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