本發(fā)明屬于發(fā)動機測試領域，涉及一種多溫度控制系統(tǒng)。

背景技術：

汽車技術的發(fā)展很大程度上取決于試驗技術的發(fā)展，國內外技術處于領先地位的汽車公司都擁有先進的測試技術和完整的試驗設施。發(fā)動機測試技術是汽車測試技術的一個重要組成部分，也是最復雜的一個部分，其是汽車發(fā)動機生產線上必備的檢測流程。

在發(fā)動機的常規(guī)性能試驗中，涉及到的參數主要有發(fā)動機的功率、扭矩、轉速、燃油消耗量和燃油消耗率、燃油溫度、潤滑油壓力和溫度、進氣壓力和溫度、排氣溫度和壓力、冷卻水的進出口溫度等。其中，在發(fā)動機測試過程中，往往需要利用溫控設備對發(fā)動機的水溫和油溫進行控制。

現有技術中的一種溫控設備，采用儲能罐(冷罐與熱罐)實現發(fā)動機水溫和油溫的急速升溫或降溫，但這種方法在溫度控制上存在精度不高和穩(wěn)定性差的缺點。為此，業(yè)界常采用另一種控制發(fā)動機水溫和油溫的溫控設備，利用進出熱交換器的冷卻水作為冷卻系統(tǒng)，發(fā)動機的冷卻液或油等液體一部分流經熱交換器，另一部分流經加熱器，其中，流經熱交換器的液體在熱交換器中與冷卻系統(tǒng)進行熱交換散熱，溫度會明顯降低，形成低溫液體；流經加熱器的液體則由于未經熱交換散熱，溫度較高，為高溫液體，根據實際情況，高溫液體還可以經加熱器進行加熱，使得溫度更高；高溫液體和低溫液體經過三通閥后進行混合，通過控制三通閥實現控制高溫液體和低溫液體的流量配比，使高溫液體和低溫液體按照一定比例進行混合，使得混合后的液體的溫度達到設定要求，從而實現發(fā)動機水溫和油溫的控制。另一方面，該溫控設備還設置了循環(huán)泵，當發(fā)動機停止運轉時，啟動循環(huán)泵，使發(fā)動機的冷卻液或油繼續(xù)在溫控設備中進行循環(huán)，可以達到保持水溫或油溫恒定的目的。但該溫控設備還是存在如下一些問題：需要采用三通閥控制高溫液體和低溫液體的流量配比，一方面，三通閥較普通閥門成本高；另一方面，三通閥控制高溫液體和低溫液體的流量配比的精度低，導致最終發(fā)動機水溫和油溫的控制精度差；而且當發(fā)動機停止運轉時，該溫控設備的循環(huán)泵啟動后，會導致發(fā)動機的冷卻液或油進入發(fā)動機中推動發(fā)動機的油泵或水泵運轉，對發(fā)動機造成損傷。

另一方面，在測試過程中，發(fā)動機的水溫或油溫往往需要在多個溫度區(qū)間內迅速變動，這就對溫控設備的要求很高，需要其在很短的時間內使待測試發(fā)動機的水溫或油溫迅速變動到設定溫度范圍內?，F有技術中，在針對這種情況時，往往只能采用多個儲能罐，每個儲能罐的溫度區(qū)間都不同，根據需要，選擇合適的儲能罐參與工作。但儲能罐占地面積大，成本高昂，而且控制精度也不高。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多溫度控制系統(tǒng)，旨在解決現有技術中溫控設備采用三通閥成本高，而且無法實現待測試發(fā)動機內的液體溫度在大范圍多區(qū)間內高效精準控制的缺點。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種多溫度控制系統(tǒng)，用于對待測試發(fā)動機內的液體進行多區(qū)間的溫度控制，包括多個溫度控制模塊、熱交換單元、第一動力泵、第二動力泵、溫控進水管和溫控出水管，

所述熱交換單元包括溫控進水端、溫控出水端、熱交換入口端和熱交換出口端；

所述熱交換單元的熱交換入口端通過一連接管道與所述待測試發(fā)動機的出口端連通，熱交換出口端通過另一連接管道與所述待測試發(fā)動機的入口端連通；

每個所述溫度控制模塊的出口端均通過一出水管道與所述溫控進水管的一端連通，所述溫控進水管的另一端與所述熱交換單元的溫控進水端連通；

每個所述溫度控制模塊的入口端均通過一進水管道與所述溫控出水管的一端連通，所述溫控出水管的另一端與所述熱交換單元的溫控出水端連通；

所述連接管道或所述另一連接管道上設有第一動力泵；

所述溫控出水管上設有第二動力泵；

每個所述出水管道上均設有控制閥門；

多個所述溫度控制模塊用于提供不同區(qū)間溫度的冷卻液從所述溫度控制模塊的出口端流出。

進一步的，所述多溫度控制系統(tǒng)還包括中央控制器，所述中央控制器分別與所述第一動力泵、所述第二動力泵、多個所述溫度控制模塊和所述控制閥門連接。

進一步的，每個所述溫度控制模塊均包括熱交換器、第一管道、第二管道和加熱器，

所述第二管道的入口端與所述熱交換器的出口端連通，所述第二管道的出口端與所述出水管道連通；

所述第一管道的入口端與所述進水管道連通，所述第一管道的出口端與所述熱交換器的入口端連通；

所述加熱器設置于所述第一管道上，用于對流經所述加熱器的液體進行加熱；

所述熱交換器用于對流經其的液體進行散熱降溫；

所述中央控制器控制所述熱交換器以及所述加熱器的工作狀態(tài)。

進一步的，所述熱交換器包括冷卻水進水管和冷卻水排水管，所述冷卻水進水管的出口端與所述熱交換器的冷卻水入口端連通，所述冷卻水排水管的入口端與所述熱交換器的冷卻水出口端連通。

進一步的，所述冷卻水進水管上設有冷卻水進水閥，所述中央控制器控制所述冷卻水進水閥的開啟比例。

進一步的，每個所述溫度控制模塊均還包括循環(huán)驅動單元和第三管道；

所述第三管道的一端與所述第一管道的入口端連通，另一端與所述第二管道的出口端連通；

所述第三管道上設有第三閥門，所述中央控制器控制所述第三閥門的開啟比例；

當所述控制閥門關閉時，所述循環(huán)驅動單元用于驅動管道內的液體在所述第一管道、所述熱交換器、所述第二管道和所述第三管道內進行循環(huán)。

進一步的，在所述進水管道上設有入口閥門，所述中央控制器控制所述入口閥門的開啟比例。

進一步的，所述循環(huán)驅動單元設置于所述第一管道或所述第二管道上。

進一步的，所述循環(huán)驅動單元包括循環(huán)泵和循環(huán)泵閥門，所述循環(huán)泵閥門與所述循環(huán)泵并聯(lián)設置于所述第一管道或第二管道上，所述中央控制器控制所述循環(huán)泵和所述循環(huán)泵閥門的工作狀態(tài)。

進一步的，所述循環(huán)泵與所述循環(huán)泵閥門為聯(lián)鎖控制，當所述控制閥門關閉時，所述循環(huán)泵工作，所述循環(huán)泵閥門關閉；當所述控制閥門開啟時，所述循環(huán)泵閥門開啟，所述循環(huán)泵停止工作。

進一步的，每個所述溫度控制模塊均還包括膨脹罐，所述膨脹罐與所述第一管道或所述第二管道連通。

進一步的，每個所述溫度控制模塊均還包括入口溫度傳感器和出口溫度傳感器，

所述入口溫度傳感器用于測定從所述第二管道的出口端流入所述出水管道內的液體的溫度；

所述出口溫度傳感器用于測定從所述進水管道流入所述第一管道的入口端的液體的溫度；

所述中央控制器接收所述出口溫度傳感器和入口溫度傳感器測定的數據。

進一步的，所述連接管道和所述另一連接管道上均設有溫度傳感器，用于測定管道內的液體溫度，所述中央控制器接收所述溫度傳感器測定的數據。

進一步的，所述待測試發(fā)動機內的液體為發(fā)動機冷卻液或機油。

進一步的，所述溫度控制模塊的數量為2-10個。

進一步的，所述溫度控制模塊的數量為3個，分別為第一溫度控制模塊、第二溫度控制模塊和第三溫度控制模塊，

所述第一溫度控制模塊的出口端流出的冷卻液的溫度為0-30℃；

所述第二溫度控制模塊的出口端流出的冷卻液的溫度為31-60℃；

所述第三溫度控制模塊的出口端流出的冷卻液的溫度為61-110℃。

與現有技術相比，本發(fā)明提供的多溫度控制設備可以通過中央控制器控制相應的閥門和工作泵的工作狀態(tài)，實現待測試發(fā)動機內的液體溫度在大范圍多區(qū)間內的高效精準控制，而且其中的溫度控制模塊采用普通閥門取代了現有技術中采用的三通閥，成本大大降低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種多溫度控制系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的一種多溫度控制系統(tǒng)中溫度控制模塊的結構示意圖。

其中，10-溫度控制模塊；20-熱交換單元；30-第一動力泵；40-第二動力泵；50-溫控進水管；60-溫控出水管；70-待測試發(fā)動機；80-出水管道；90-進水管道；81-控制閥門；91-入口閥門；110-中央控制器；1-第一管道；2-第二管道；3-第三管道；4-熱交換器；5-待測試發(fā)動機；11-加熱器；13-出口溫度傳感器；21-循環(huán)單元；23-入口溫度傳感器；24-膨脹罐；211-循環(huán)泵；212-循環(huán)泵閥門；31-第三閥門；41-冷卻水進水管；42-冷卻水排水管；43-冷卻水進水閥。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的一種多溫度控制系統(tǒng)作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

本發(fā)明提供了一種多溫度控制系統(tǒng)，用于對待測試發(fā)動機70內的液體進行多區(qū)間的溫度控制，包括多個溫度控制模塊10、熱交換單元20、第一動力泵30、第二動力泵40、溫控進水管50和溫控出水管60，

所述熱交換單元20包括溫控進水端、溫控出水端、熱交換入口端和熱交換出口端；

所述熱交換單元20的熱交換入口端通過一連接管道(圖中未標出)與所述待測試發(fā)動機70的出口端連通，熱交換出口端通過另一連接管道(圖中未標出)與所述待測試發(fā)動機70的入口端連通；

每個所述溫度控制模塊10的出口端均通過一出水管道80與所述溫控進水管50的一端連通，所述溫控進水管50的另一端與所述熱交換單元20的溫控進水端連通；

每個所述溫度控制模塊10的入口端均通過一進水管道90與所述溫控出水管60的一端連通，所述溫控出水管60的另一端與所述熱交換單元20的溫控出水端連通；

所述連接管道或所述另一連接管道上設有第一動力泵30；

所述溫控出水管50上設有第二動力泵40；

每個所述出水管道80上均設有控制閥門81；

多個所述溫度控制模塊10用于提供不同區(qū)間溫度的冷卻液從所述溫度控制模塊10的出口端流出。

在本發(fā)明的方案中，所述待測試發(fā)動機70內的冷卻液經第一動力泵30送至熱交換單元20，實現熱交換后，返回所述待測試發(fā)動機70內。其中，熱交換單元20內用于交換的冷卻液溫度是可調的，因為多個所述溫度控制模塊10提供不同區(qū)間的冷卻液給所述熱交換單元20，當所述熱交換單元用于熱交換的冷卻液溫度處于區(qū)間a時，開啟某一溫度控制模塊出水管道上的控制閥門，關閉其他溫度控制模塊出水管道上的控制閥門，由第二動力泵40驅動這一溫度控制模塊提供冷卻液；當所述熱交換單元20用于熱交換的冷卻液溫度處于區(qū)間b時，則開啟另一溫度控制模塊出水管道上的控制閥門，關閉其他控制閥門，由由第二動力泵40驅動這另一溫度控制模塊提供冷卻液給所述熱交換單元20。以此類推，可根據所述待測試發(fā)動機70內所需的液體溫度，確定合適的熱交換單元20所需冷卻液的溫度，選擇對應的溫度控制模塊，這樣就可以在短時間內迅速實現待測試發(fā)動機70內液體的大范圍多區(qū)間的溫度變化控制。

可選的，所述多溫度控制系統(tǒng)還包括中央控制器110，所述中央控制器110分別與所述第一動力泵30、所述第二動力泵40、多個所述溫度控制模塊10和所述控制閥門81連接。中央控制器110控制這些裝置的工作狀態(tài)，根據需要，驅動所述第一動力泵30開啟或關閉，驅動所述第二動力泵40的開啟或關閉，分別控制所述多個所述溫度控制模塊10的工作狀態(tài)，控制多個所述控制閥門81的開啟比例。

進一步的，每個所述溫度控制模塊10均包括熱交換器4、第一管道1、第二管道2和加熱器11，

所述第二管道2的入口端與所述熱交換器4的出口端連通，所述第二管道2的出口端與所述出水管道80連通；

所述第一管道1的入口端與所述進水管道90連通，所述第一管道1的出口端與所述熱交換器4的入口端連通；

所述加熱器11設置于所述第一管道1上，用于對流經所述加熱器11的液體進行加熱；

所述熱交換器4用于對流經其的液體進行散熱降溫；

所述中央控制器110控制所述熱交換器4及所述加熱器11的工作狀態(tài)。當溫度控制模塊10的出口端的液體的溫度(即所述第二管道2流入所述出水管道80的液體的溫度)高于設定溫度時，中央控制器110控制熱交換器4工作，而加熱器11不工作，此時，進水管道90內的液體通過第一管道1進入熱交換器4中散熱，達到使所述液體降溫的目的；當溫度控制模塊10的出口端的液體的溫度(即所述第二管道2流入所述出水管道80的液體的溫度)低于設定溫度時，中央控制器110控制熱交換器4停止工作，所述液體的溫度會升高，當液體溫度升高緩慢，與設定溫度溫差較大時，可以啟動加熱器11使其工作，此時，流經所述加熱器11的液體溫度會升高，使所述液體的溫度升高至設定溫度。

進一步的，所述熱交換器4包括冷卻水進水管41和冷卻水排水管42，所述冷卻水進水管41的出口端與所述熱交換器4的冷卻水入口端連通，所述冷卻水排水管42的入口端與所述熱交換器4的冷卻水出口端連通。冷卻水從所述冷卻水進水管41流入所述熱交換器4，從所述冷卻水排水管42流出所述熱交換器4。

作為上述實施例的改進，優(yōu)選的，所述冷卻水進水管41上設有冷卻水進水閥43，所述中央控制器110控制所述冷卻水進水閥43的開啟比例?？刂评鋮s水進水閥43的開啟比例，可以控制熱交換器4的冷卻效率，當溫度控制模塊10的出口端的液體的溫度比設定溫度高時，中央控制器110控制冷卻進水閥43開啟，溫差越大，冷卻水進水閥43的開啟比例也就越大，進入所述熱交換器4的冷卻水流量越大，使得所述液體在熱交換器4中的散熱越快，從而保證溫度控制模塊10的出口端的液體的溫度保持在設定溫度內。

作為本發(fā)明的改進，每個所述溫度控制模塊10還包括循環(huán)驅動單元21和第三管道3；

所述第三管道3的一端與所述第一管道1的入口端連通，另一端與所述第二管道2的出口端連通；

所述第三管道上3設有第三閥門31，所述中央控制器110控制所述第三閥門31的開啟比例；

當所述控制閥門81關閉時，所述循環(huán)驅動單元21用于驅動管道內的液體在所述第一管道1、所述熱交換器4、所述第二管道2和所述第三管道3內進行循環(huán)。在本實施例中，設置了循環(huán)驅動單元21和第三管道3，使所述第一管道1、第二管道2、第三管道3組成了一個內循環(huán)，當所述控制閥門81關閉時，循環(huán)驅動單元21可以驅動所述液體在上述內循環(huán)中進行循環(huán)，從而保持在內循環(huán)中的液體的溫度的恒定；而當所述控制閥門81開啟時，可以通過關閉循環(huán)驅動單元21和第三閥門3，使內循環(huán)中的液體與所述熱交換單元20組成外循環(huán)，而此時，所述液體的溫度為設定的恒定溫度，基本不需在進行加熱操作，可以是所述熱交換單元20快速進入有效工作狀態(tài)。而且，通過設置第三管道3，可以保證內循環(huán)只在第一管道1、第二管道2和第三管道3中進行，而不進入出水單元80中，可以有效地多個防止溫度控制模塊10之間相互影響，導致溫度控制不精確。

進一步的，在所述進水管道90上設有入口閥門91，所述中央控制器110控制所述入口閥門91的開啟比例。設置入口閥門91的目的，是為了防止當所述控制閥門81關閉時，外循環(huán)中的液體通過進水管道90進入內循環(huán)中。

可選的，所述循環(huán)驅動單元21設置于所述第一管道1或所述第二管道2上。

進一步的，所述循環(huán)驅動單元21包括循環(huán)泵211和循環(huán)泵閥門212，所述循環(huán)泵閥門212與所述循環(huán)泵211并聯(lián)設置于所述第一管道1或第二管道2上，所述中央控制器110控制所述循環(huán)泵211和所述循環(huán)泵閥門212的工作狀態(tài)。當所述控制閥門81關閉時，所述循環(huán)泵211作為內循環(huán)的動力輸出裝置。

優(yōu)選的，所述循環(huán)泵211與所述循環(huán)泵閥門212為聯(lián)鎖控制，當所述控制閥門81關閉時，所述循環(huán)泵211工作，所述循環(huán)泵閥門212關閉，此時進入內循環(huán)階段；當所述控制閥門81開啟時，所述循環(huán)泵閥門212開啟，所述循環(huán)泵211停止工作，其中所述循環(huán)泵閥門212的開度為可調節(jié)。

優(yōu)選的，每個所述溫度控制模塊10均還包括膨脹罐24，所述膨脹罐24與所述第一管道1或者第二管道2連通。設置膨脹罐24的目的在于：一方面，當溫度升高導致液體體積膨脹時，所述膨脹罐24可以吸收多余的液體；另一方面，當溫度降低導致液體體積收縮時，所述膨脹罐24可以補充液體至系統(tǒng)中。

進一步的，每個所述溫度控制模塊10均還包括出口溫度傳感器13和入口溫度傳感器23，

所述入口溫度傳感器23用于測定從所述第二管道2出口端流入所述出水管道80內的液體的溫度；

所述出口溫度傳感器13用于測定從所述進水管道90流入所述第一管道1的入口端的液體的溫度；

所述中央控制器110接收所述出口溫度傳感器13和入口溫度傳感器23的數據。

優(yōu)選的，所述連接管道和所述另一連接管道上均設有溫度傳感器(未標出)，用于測定管道內的液體溫度，所述中央控制器110接收所述溫度傳感器測定的數據。所述中央控制器110根據所述溫度傳感器測定的溫度，選擇對應的溫度控制模塊10工作。

優(yōu)選的，所述待測試發(fā)動機5內的液體為發(fā)動機冷卻液或機油。本發(fā)明的多溫度控制系統(tǒng)既可以用于發(fā)動機冷卻液的溫度控制，也可以用于發(fā)動機機油的溫度控制。

可選的，所述溫度控制模塊10的數量為2-10個。

優(yōu)選的，所述溫度控制模塊10的數量為3個，分別為第一溫度控制模塊、第二溫度控制模塊和第三溫度控制模塊，

所述第一溫度控制模塊的出口端流出的冷卻液的溫度為0-30℃；

所述第二溫度控制模塊的出口端流出的冷卻液的溫度為31-60℃；

所述第三溫度控制模塊的出口端流出的冷卻液的溫度為61-110℃。

本發(fā)明提供的多溫度控制系統(tǒng)的工作過程如下：

首先根據試驗需求，將需要實現的溫度曲線(t-s曲線)輸入所述中央控制器110；

所述中央控制器110接收設置于所述連接管道和/或所述另一連接管道上的溫度傳感器測定的溫度數據，并根據設定的控制溫度和實際溫度選擇合適的冷卻液溫度區(qū)間，然后控制對應的溫度控制模塊10開始工作，此時，中央控制器110會打開該溫度控制模塊對應的出水管道80上的控制閥門81，進水管道90上的入口閥門91，而關閉其他溫度控制模塊對應的控制閥門和入口閥門，這樣，特定的溫度控制模塊接入所述熱交換單元20參與外循環(huán)，而其他的溫度控制模塊繼續(xù)進行內循環(huán)，保持各自的溫度區(qū)間。

特定的溫度控制模塊開始工作時，所述中央控制器110通過這一溫度控制模塊對應的出口溫度傳感器和入口溫度傳感器監(jiān)控溫度控制模塊輸出的冷卻液的溫度，當液體的目標設定溫度大于實測溫度時，所述中央控制器110調整冷卻水進水閥43的開啟比例，使進入所述熱交換器4中的冷卻水流量變少，從而達到溫度控制模塊輸出的冷卻液的溫度升高的目的，當升溫效果不明顯時，可以啟動所述加熱器11，使液體的溫度上升更快；當液體的目標溫度小于實測溫度時，所述中央控制器110控制加熱器11關閉，并調整冷卻水進水閥43的開啟比例，使進入所述熱交換器4中的冷卻水流量變大，從而達到溫度控制模塊輸出的冷卻液的溫度降低的目的。

另一方面，當溫度控制模塊參與外循環(huán)工作，對應的出水管道80上的控制閥門81和進水管道90上的入口閥門91打開時，所述出口閥門12、所述入口閥門22、循環(huán)泵閥門212均處于開啟狀態(tài)，而第三閥門31處于關閉狀態(tài)，循環(huán)泵211停止工作；當溫度控制模塊不參與外循環(huán)工作，對應的出水管道80上的控制閥門81和進水管道90上的入口閥門91關閉時，，所述出口閥門12、所述入口閥門22、循環(huán)泵閥門212均處于關閉狀態(tài)，而第三閥門31處于開啟狀態(tài)，循環(huán)泵211啟動，此時，進入內循環(huán)，保證第一管道1、第二管道2和第三管道3內的液體的溫度恒定。

當中央控制器110檢測到待測試發(fā)動機70內的液體溫度需要急劇變化時，正在參與外循環(huán)工作的工作控制模塊已無法迅速的滿足需求時，中央控制器110會控制正在工作的工作控制模塊對應的出水管道80上的控制閥門81和進水管道90上的入口閥門91關閉，使其進入內循環(huán)，而另行選擇合適的冷卻液溫度區(qū)間對應溫度控制模塊，重復上述操作使其進入外循環(huán)工作中。這樣，通過上述操作，中央控制器110可以控制相應的閥門開啟或關閉，以及相應的泵的工作狀態(tài)，實現待測試發(fā)動機內的液體溫度在大范圍多區(qū)間內的高效精準控制。

本發(fā)明提供的多溫度控制設備可以通過中央控制器控制相應的閥門和工作泵的工作狀態(tài)，實現待測試發(fā)動機內的液體溫度在大范圍多區(qū)間內的高效精準控制，而且其中的溫度控制模塊采用普通閥門取代了現有技術中采用的三通閥，成本大大降低。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求書的保護范圍。