CN101710025B - 一种确保冷却系统边界条件一致性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种确保冷却系统边界条件一致性的方法，以提高发动机冷却系统试验数据的可信度。该方法通过改进加注冷却液的方法和步骤，消除冷却系统局部不循环以及冷却系统内部排气不畅，使得冷却液充满整个冷却系统，在此条件下测得冷却系统的各项边界值，并记录以作为参考值；在每次冷却系统试验前均对各项边界值进行测试，并将测试结果与参考值做对比，根据参考值对试验条件作调整，直到各项边界值与参考值的误差控制在预定范围内，然后再进行冷却系统的试验，这样测得的各项参数就能够确保一致，提高了发动机冷却系统试验数据的可信度。
Description
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，特别涉及到发动机冷却系统的试验方法。
背景技术
在汽车开发阶段，需要对其发动机冷却系统做一系列的试验，以确保该冷却系统符合设计要求。在试验过程中，要保证每次试验时其边界条件都具有良好的一致性，这样才能使试验结果可信。目前发动机冷却系统的加注及除气性能差，容易造成冷却试验中边界条件(温度、压力)不一致，致使试验结果不可信。
发明内容
本发明的目的是提出一种确保冷却系统边界条件一致性的方法，以提高发动机冷却系统试验数据的可信度。
本发明的确保冷却系统边界条件一致性的方法的关键在于包含如下步骤：
A：在发动机未工作时，将发动机冷却系统中加满冷却液；
B：在发动机低负荷、中高速工况运行预定时间后，停机冷却，并在冷却液充分冷却后，继续向发动机冷却系统中加注冷却液；
C：重复B步骤直到消除冷却系统局部不循环以及冷却系统内部排气不畅，使得冷却液充满整个冷却系统；
D：调整膨胀水箱中的冷却液高度和发动机的出水温度，分别在冷却液液位在膨胀水箱上限和下限刻度时，及在不同的发动机出水温度下，测量冷却系统的温度和压力分布情况并记录，作为参考值；
E：在进行发动机冷却系统试验前，根据规定的试验要求，调整膨胀水箱中的冷却液高度和发动机的出水温度，分别在冷却液液位在膨胀水箱上限或者下限刻度时，及在规定的发动机出水温度下，测量冷却系统的温度和压力分布情况，并将测量结果与D步骤中获得的参考值进行对比，若两次测量的结果相差超过预定范围时，则重复B、E步骤，直到冷却系统的温度和压力分布情况与D步骤中获得的参考值相差小于预定范围后，才进行发动机冷却系统试验。
上述A、B、C步骤可以消除冷却系统局部不循环以及冷却系统内部排气不畅，使得冷却液可以充满整个冷却系统，这样在D步骤中测得的各项参考值就是一个定值，可以作为E步骤中各项试验前的冷却系统边界的验证值，保证每次试验前的冷却系统边界都一致，提高各项冷却试验的试验结果数据的可信度。
在上述A步骤中，所述的冷却液为水和乙二醇的混合物，其中水和乙二醇的体积比为1∶1，严格控制其配比值，方便与冷却液的物理特性相比较。
在上述D步骤中，冷却系统的压力测点包括水泵前压力、水泵后压力、散热器进水压力、散热器出水压力、机油冷却器进水压力、机油冷却器出水压力和膨胀箱压力。为保证测试参数全面，压力测点最好还包括节温器前压力、暖风机进水压力、暖风机出水压力。
在上述D步骤中，冷却系统的温度测点包括散热器进水温度、散热器出水温度、机油冷却器进水温度和机油冷却器出水温度。为保证测试参数全面，温度测点最好还包括水泵前温度。
本发明的确保冷却系统边界条件一致性的方法通过改变加注冷却液的方法和步骤，使得冷却液可以充满整个冷却系统，并测得此时的各项边界值的参数值，以此为标准来调整各项试验的测试环境，这样测得的各项参数就能够确保一致，提高了发动机冷却系统试验数据的可信度。
附图说明
图1是本发明的确保冷却系统边界条件一致性的方法中的各测试点位置示意图；
图2是实施例1的气蚀试验的水泵前压力与冷却液对应温度下的气化极限压力的曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1：
在发动机冷却系统的结构确定后，首先确定冷却系统的各项边界值的参考值，以作为后续各项冷却系统试验的参考，具体包括如下步骤：
A：在发动机未工作时，将发动机冷却系统中加满冷却液；
B：在发动机低负荷(空载)、中高速工况(3000转/分钟)运行预定时间(30分钟)后，停机冷却，并在冷却液充分冷却后，继续向发动机冷却系统中加注冷却液；
C：重复B步骤直到消除冷却系统局部不循环以及冷却系统内部排气不畅，使得冷却液充满整个冷却系统；
D：调整膨胀水箱中的冷却液高度和发动机的出水温度，分别在冷却液液位在膨胀水箱上限和下限刻度时，及在不同的发动机出水温度(95℃～115℃，5℃为一个步长)下，测量冷却系统的温度和压力分布情况并记录，作为参考值。具体做法可以在发动机冷却液逐步降温的过程中，首先测量在发动机出水温度为115℃、110℃、105℃、100℃、95℃，冷却液液位在膨胀水箱上限刻度时的温度和压力分布情况，然后放掉部分冷却液，测量在发动机出水温度为115℃、110℃、105℃、100℃、95℃，冷却液液位在膨胀水箱下限刻度时的温度和压力分布情况。
上述的冷却液为水和乙二醇的混合物，其中水和乙二醇的体积比为1∶1。
在上述C步骤中，冷却系统的压力测点包括水泵前压力、水泵后压力、散热器进水压力、散热器出水压力、机油冷却器进水压力、机油冷却器出水压力、膨胀箱压力、节温器前压力、暖风机进水压力和暖风机出水压力；冷却系统的温度测点包括散热器进水温度、散热器出水温度、机油冷却器进水温度、机油冷却器出水温度和水泵前温度。上述各温度和压力测点的位置如图1所示。
以发动机冷却系统的气蚀试验为例，在测试开始之前，首先进行下述步骤E：调整膨胀水箱中的冷却液高度和发动机的出水温度，分别在冷却液液位在膨胀水箱上限和下限刻度时，及在不同的发动机出水温度(95℃～115℃，5℃为一个步长)下，测量冷却系统的温度和压力分布情况，并将测量结果与D步骤中获得的参考值进行对比，若两次测量的结果相差超过预定范围(例如5％)时，则重复B、E步骤，直到冷却系统的温度和压力分布情况与D步骤中获得的参考值相差小于预定范围后，才进行发动机冷却系统的气蚀试验。
如果加入流量计对气蚀试验的结果数值影响比较大，可加工流量计的连接管直径和尽量缩短连接管长度，使连接管的介入不造成冷却液流体横截面积的突变以及流体方向的改变，尽量减小由于流量计和连接管路的介入而带来的压力损失。
如果上述措施未能消除流量计的影响，可考虑不带流量计进行气蚀试验。
如采用不带流量计进行试验，以水泵前压力与冷却液对应温度下的气化极限压力(冷却液的物理特性)做比较，即可求得冷却系统的抗气蚀能力。如图2所示，曲线下方为气化区域，水泵前压力距离气化区域距离越远，则该冷却系统的抗气蚀能力越强。
Claims (6)
1.一种确保冷却系统边界条件一致性的方法，其特征在于包含如下步骤：
A：在发动机未工作时，将发动机冷却系统中加满冷却液；
B：在发动机低负荷、中高速工况运行预定时间后，停机冷却，并在冷却液充分冷却后，继续向发动机冷却系统中加注冷却液；
C：重复B步骤直到消除冷却系统局部不循环以及冷却系统内部排气不畅，使得冷却液充满整个冷却系统；
D：调整膨胀水箱中的冷却液高度和发动机的出水温度，分别在冷却液液位在膨胀水箱上限和下限刻度时，及在不同的发动机出水温度下，测量冷却系统的温度和压力分布情况并记录，作为参考值；
E：在进行发动机冷却系统试验前，根据规定的试验要求，调整膨胀水箱中的冷却液高度和发动机的出水温度，分别在冷却液液位在膨胀水箱上限或者下限刻度时，及在规定的发动机出水温度下，测量冷却系统的温度和压力分布情况，并将测量结果与D步骤中获得的参考值进行对比，若两次测量的结果相差超过预定范围时，则重复B、E步骤，直到冷却系统的温度和压力分布情况与D步骤中获得的参考值相差小于预定范围后，才进行发动机冷却系统试验。
2.根据权利要求1所述的确保冷却系统边界条件一致性的方法，其特征在于A步骤中所述的冷却液为水和乙二醇的混合物，其中水和乙二醇的体积比为1∶1。
3.根据权利要求1或2所述的确保冷却系统边界条件一致性的方法，其特征在于D步骤中，冷却系统的压力测点包括水泵前压力、水泵后压力、散热器进水压力、散热器出水压力、机油冷却器进水压力、机油冷却器出水压力和膨胀箱压力。
4.根据权利要求3所述的确保冷却系统边界条件一致性的方法，其特征在于D步骤中，冷却系统的压力测点还包括节温器前压力、暖风机进水压力、暖风机出水压力。
5.根据权利要求1或2所述的确保冷却系统边界条件一致性的方法，其特征在于D步骤中，冷却系统的温度测点包括散热器进水温度、散热器出水温度、机油冷却器进水温度和机油冷却器出水温度。
6.根据权利要求5所述的确保冷却系统边界条件一致性的方法，其特征在于D步骤中，冷却系统的温度测点还包括水泵前温度。
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