一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液溫度和流量控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)裝備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液溫度和流量控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)過程中，很難直接采用汽車水箱散熱器進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的控制，因?yàn)槠囁渖崞髟谲嚿鲜秋L(fēng)冷的，在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室有限的空間布置模擬車速、風(fēng)速的裝置既不現(xiàn)實(shí)、也不經(jīng)濟(jì)、也很難控制。目前，廣泛采用帶有水冷式換熱器的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度控制裝置(代替汽車水箱散熱器)，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)口溫度或出口溫度的恒溫控制條件下(這一熱負(fù)荷狀態(tài))，測定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、油耗和排放等性能參數(shù)以及評(píng)價(jià)耐久性和可靠性等。
[0003]這種通用的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度控制裝置盡管恒定了冷卻液進(jìn)口溫度或出口溫度，但是與發(fā)動(dòng)機(jī)在車上所使用的特定的水箱散熱器的情況并不一致。在汽車上發(fā)動(dòng)機(jī)水泵流量隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大而增大，但其流量變化的函數(shù)關(guān)系與具體的某一水箱散熱器特定的水阻力有關(guān)。由于試驗(yàn)室用通用型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度控制裝置與水箱散熱器水阻力特性不同，必然造成了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的流量不同。假如發(fā)動(dòng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的工況下，冷卻液散熱功率是一定的，冷卻液的定壓比熱容也是一個(gè)常數(shù)，從下述公式可以看出:
[0004]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液散熱功率=冷卻液的定壓比熱容X發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液質(zhì)量流量X (發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度一發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度)
[0005]即使恒定了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度，只要發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量不同，發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度也不同，反之亦然。這就是說，即使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度控制裝置恒定了進(jìn)水溫度(或出水溫度)，由于其冷卻液流量與水箱散熱器的不同，造成出水溫度(或進(jìn)水溫度)的不同，因此，該工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷狀況與在汽車上裝水箱散熱器時(shí)是不同的。這種熱負(fù)荷的差異，也造成了所測定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、油耗和排放等性能參數(shù)以及評(píng)價(jià)耐久性和可靠性等指標(biāo)的偏咼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種根據(jù)輸入冷卻液進(jìn)/出口溫度設(shè)定值實(shí)時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度和流量的控制裝置。
[0007]—種用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液溫度和流量控制裝置，主要包括熱交換器3、膨脹水箱9、冷卻水循環(huán)水泵10、第一三通比例合流閥11、電加熱器13、旁通支路14、第二三通比例合流閥16、流量傳感器17、溫度傳感器18及系統(tǒng)控制器19 ;其中，系統(tǒng)控制器包括流量計(jì)算器、流量控制器和溫度控制器。第一三通比例合流閥11位于發(fā)動(dòng)機(jī)出水口和冷卻水循環(huán)水泵入口之間，用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量的調(diào)節(jié)。第二比例合流閥16位于發(fā)動(dòng)機(jī)20進(jìn)、出口之間的旁通支路14上，可以根據(jù)溫度控制要求，調(diào)節(jié)換熱器的冷水和電加熱器的熱水的配比。
[0008]其中，流量傳感器17可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)20的進(jìn)水口處或出水口處；溫度傳感器18可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)20的進(jìn)水口處或出水口處。
[0009]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度控制的原理:系統(tǒng)控制器19中的溫度控制器單元根據(jù)溫度控制的目標(biāo)輸入值J，采集發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流經(jīng)溫度傳感器18的溫度反饋值，調(diào)節(jié)第一三通比例調(diào)節(jié)閥11，使換熱器3的冷水和電加熱器13的熱水的配比達(dá)到溫度控制目標(biāo)值的要求。
[0010]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量控制的原理:系統(tǒng)控制器19中的流量控制器單元根據(jù)流量控制的目標(biāo)輸入值I，采集發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量傳感器17的流量反饋值，控制第二三通比例調(diào)節(jié)閥16，調(diào)節(jié)冷卻水循環(huán)水泵10和旁通支路14的流量配比，使通過旁通支路14回流發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液流量達(dá)到流量控制目標(biāo)值的要求。
[0011]對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液設(shè)定溫度和流量的輸入有如下幾種方式:
[0012]溫度設(shè)定:1、通過系統(tǒng)控制器的鍵盤輸入溫度設(shè)定值；
[0013]2、通過外部模擬量的電信號(hào)輸入溫度設(shè)定值。
[0014]流量設(shè)定:1、通過系統(tǒng)控制器的鍵盤直接輸入流量設(shè)定值；
[0015]2、通過外部模擬量的電信號(hào)直接輸入流量設(shè)定值；
[0016]3、通過系統(tǒng)控制器的鍵盤輸入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，經(jīng)過內(nèi)部流量計(jì)算器換算出流量。
[0017]本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)用冷卻液條件控制系統(tǒng)，在常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度控制裝置的基礎(chǔ)上增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量計(jì)算器、冷卻液流量傳感器、冷卻液流量控制器，不僅具備冷卻液溫度控制功能，同時(shí)增加通過三通比例合流閥實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量的控制功能，使發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，能夠很好地模擬整車上使用水箱散熱器時(shí)的不同發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷條件，并且避免了控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)/出水溫度后，進(jìn)出水溫差與整車測試結(jié)果無法吻合的現(xiàn)象，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液溫度和流量控制裝置的原理示意圖。
[0019]圖中:A、給發(fā)動(dòng)機(jī)供給冷卻液的接口 B、從發(fā)動(dòng)機(jī)返回冷卻液的接口 C、冷卻水入口 D、冷卻水出口 E、冷卻液的充注和排出口 F、膨脹水箱手動(dòng)放氣口 G、膨脹水箱自動(dòng)放氣口H、發(fā)動(dòng)機(jī)最高點(diǎn)放氣管與膨脹水箱的接口 1、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)接口 J、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度目標(biāo)值的設(shè)定輸入
[0020]1、冷卻水進(jìn)口球閥2、冷卻水過濾器3、熱交換器4、自動(dòng)放氣閥5、冷卻水出口球閥6、膨脹水箱液位計(jì)7、膨脹水箱自動(dòng)放氣閥8、球閥9、膨脹水箱10、冷卻液循環(huán)水泵11、第一三通比例合流閥12、冷卻液過濾器13、冷卻液加熱器14、旁通支路15、球閥16、第二三通比例合流閥17、流量傳感器18、溫度傳感器19、系統(tǒng)控制器20、發(fā)動(dòng)機(jī)具體實(shí)施方案
[0021]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型的用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液溫度和流量控制裝置，主要包括熱交換器3、膨脹水箱9、冷卻水循環(huán)水泵10、第一三通比例合流閥11、電加熱器13、旁通支路14、第二三通比例合流閥16、流量傳感器17、溫度傳感器18及系統(tǒng)控制器19 ；其中，系統(tǒng)控制器包括流量計(jì)算器、流量控制器和溫度控制器。第一三通比例合流閥11位于發(fā)動(dòng)機(jī)出水口和冷卻水循環(huán)水泵入口之間，用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量的調(diào)節(jié)。第二比例合流閥16位于發(fā)動(dòng)機(jī)20進(jìn)、出口之間的旁通支路14上，可以根據(jù)溫度控制要求，調(diào)節(jié)換熱器的冷水和電加熱器的熱水的配比。流量傳感器17位于發(fā)動(dòng)機(jī)20的進(jìn)水口處處；溫度傳感器18位于發(fā)動(dòng)機(jī)20的進(jìn)水口處。
[0023]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度控制:系統(tǒng)控制器19中的溫度控制器單元根據(jù)溫度控制的目標(biāo)輸入值J，采集發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流經(jīng)溫度傳感器18的溫度反饋值，調(diào)節(jié)第一三通比例調(diào)節(jié)閥11，使換熱器3的冷水和電加熱器13的熱水的配比達(dá)到溫度控制目標(biāo)值的要求。
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量控制:系統(tǒng)控制器19中的流量控制器單元根據(jù)流量控制的目標(biāo)輸入值I，采集發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流量傳感器17的流量反饋值，控制第二三通比例調(diào)節(jié)閥16，調(diào)節(jié)冷卻水循環(huán)水泵10和旁通支路14的流量配比，使通過旁通支路14回流發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液流量達(dá)到流量控制目標(biāo)值的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液溫度和流量控制裝置，主要包括熱交換器(3)、膨脹水箱(9)、冷卻水循環(huán)水泵(10)、第一三通比例合流閥(11)、電加熱器(13)、旁通支路(14)、第二三通比例合流閥(16)、流量傳感器(17)、溫度(18)及系統(tǒng)控制器(19);其中，系統(tǒng)控制器包括流量計(jì)算器、流量控制器和溫度控制器，第一三通比例合流閥(11)位于發(fā)動(dòng)機(jī)出水口和冷卻水循環(huán)水泵入口之間，第二比例合流閥(16)位于發(fā)動(dòng)機(jī)(20)進(jìn)、出口之間的旁通支路(14)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液溫度和流量控制裝置，其特征在于:流量傳感器(17)可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)(20)的進(jìn)水口處或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口處。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液溫度和流量控制裝置，溫度傳感器(18)可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)(20)的進(jìn)水口處或發(fā)動(dòng)機(jī)出水口處。
【專利摘要】本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)用冷卻液溫度和流量控制裝置，主要包括熱交換器、膨脹水箱、冷卻水循環(huán)水泵、第一三通比例合流閥、電加熱器、旁通支路、第二三通比例合流閥、流量傳感器、溫度傳感器及系統(tǒng)控制器；其中，系統(tǒng)控制器包括流量計(jì)算器、流量控制器和溫度控制器。在以往常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度控制裝置的基礎(chǔ)上，增加了冷卻液流量的控制功能，使發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的冷卻液條件更接近于整車上使用水箱散熱器的實(shí)際情況，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。
【IPC分類】G01M15-02, G05D27-02
【公開號(hào)】CN204440208
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520083833
【發(fā)明人】胡平, 李景學(xué), 李光磊, 孟慶勇, 侯冬華, 曲函師, 孫博
【申請(qǐng)人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日