CN101968401A - 一种用于发动机性能测试的冷却液温控系统 - Google Patents

一种用于发动机性能测试的冷却液温控系统 Download PDF

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Abstract

一种用于发动机性能测试的冷却液温控系统，包括冷却液内循环系统、热交换装置、温度监测及控制装置和冷却液外循环系统，所述冷却液内循环系统与所述冷却液外循环系统分别与所述热交换装置连接，所述冷却液内循环系统与发动机连接，所述温度监测及控制装置分别与所述冷却液内循环系统、热交换装置及冷却液外循环系统连接，其冷却液内循环系统为闭式内循环系统。本发明在现有的水温控制系统上增加除气管，连通发动机缸盖水道至膨胀水箱，确保发动机循环水道排气正常，在发动机进出水端加装旁通管和旁通阀，利用出水压力补偿进水压力，进一步降低进出水压差，并提高进出水流量，达到发动机试验冷却水系统模拟整车运行工况的目的。

Description

一种用于发动机性能测试的冷却液温控系统
技术领域
本发明涉及一种发动机性能测试装置，特别是一种用于发动机性能测试的冷却液温控系统。
背景技术
为了保证发动机在试验中运转正常，循环水系统具有十分重要的意义。常规的循环水温度控制方法是开式循环(也就是循环水靠发动机水泵流出后，经散热器交换冷却后再进入发动机)，即依靠发动机水泵带动冷却液流出发动机后，经散热器热交换冷却后再返回发动机，参见图1。此方法虽能达到控制发动机冷却的目的，但不能对水压有效控制，且当冷却液温控在沸点100℃左右时，会在发动机与水循环中产生大量水蒸气，不能有效排气，同发动机在整车实际状况差距较大，不能全面考察和验证发动机的实际冷却能力，试验结果不能够真实体现发动机测试需求。专利号为“200620116208.0”，专利名称为“发动机冷却液温控装置”的中国实用新型专利公开了一种发动机冷却液温控装置，即存在上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于发动机性能测试的可控制发动机进出水压力及模拟发动机在整车上运行状况的冷却液温控系统。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于发动机性能测试的冷却液温控系统，包括冷却液内循环系统、热交换装置、温度监测及控制装置和冷却液外循环系统，所述冷却液内循环系统与所述冷却液外循环系统分别与所述热交换装置连接，所述冷却液内循环系统与发动机连接，所述温度监测及控制装置分别与所述冷却液内循环系统、所述热交换装置及所述冷却液外循环系统连接，其中，所述冷却液内循环系统为闭式内循环系统，所述闭式内循环系统设置有用于降低所述冷却液内循环系统的进出水压差的管路。
上述的冷却液温控系统，其中，所述的闭式内循环系统包括顺次连接的发动机出水管、膨胀水箱、热交换管和发动机进水管以及旁通装置，所述旁通装置包括旁通管和旁通阀，所述旁通阀设置在所述旁通管上，所述旁通管连通所述发动机进水管与所述发动机出水管，以降低所述冷却液内循环系统的进出水压差，所述发动机出水管与所述发动机的出水口连接，所述发动机进水管与所述发动机的进水口连接，所述热交换管与所述热交换装置连接。
上述的冷却液温控系统，其中，所述的闭式内循环系统还包括除气装置，所述除气装置包括加长管和除气管，所述加长管一端与所述膨胀水箱顶部连接，所述加长管另一端设置有阀门，所述除气管连接所述发动机的缸盖水道和所述加长管。
上述的冷却液温控系统，其中，所述温度监测与控制系统包括互相连接的温度传感器和温控电器箱，所述温度传感器设置在所述发动机出水管上，所述温控电器箱与所述热交换装置及所述冷却液外循环系统连接。
上述的冷却液温控系统，其中，所述的热交换装置为板式换热器。
上述的冷却液温控系统，其中，所述热交换管上还设置有手动放气阀和自动放气阀。
上述的冷却液温控系统，其中，所述发动机进水管上还设置有补水阀。
上述的冷却液温控系统，其中，所述热交换管上靠近所述膨胀水箱一端还设置有冷却液过滤器。
上述的冷却液温控系统，其中，所述热交换管与所述发动机进水管连接处设置有调节阀。
上述的冷却液温控系统，其中，所述发动机出水管与所述膨胀水箱连接处设置有阀门，所述热交换管与所述发动机进水管连接处设置有阀门。
本发明的有益功效在于：在现有的冷却液温控系统上增加除气管，连通发动机缸盖水道至膨胀水箱，确保了发动机循环水道排气正常，在发动机进出水端加装旁通管和旁通阀，利用出水压力补偿进水压力，进一步降低了进出水压差，并提高了进出水流量，达到发动机试验冷却水系统模拟整车运行工况的目的，可使发动机在沸点100℃处稳定运行，并使进水压力提高20～50kPa以上。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1现有技术的冷却液温控系统示意图；
图2本发明的冷却液温控系统示意图；
图3本发明的冷却液温控系统工作原理图；
图4本发明的冷却液温控系统结构示意图。
其中，附图标记
1       发动机
11      出水口
12      进水口
13      缸盖水道
2       冷却液内循环系统
20      闭式内循环系统
201     发动机出水管
2011    阀门I
202     发动机进水管
2021    阀门II
2022    补水阀
203     热交换管
2031    自动放气阀
2032    手动放气阀
2033    调节阀
2034、2035    冷却液过滤器
204     旁通装置
2041    旁通阀
2042    旁通管
205     除气装置
2051    阀门
2052    加长管
2053    除气管
207   膨胀水箱
2071  限压阀
2072  压力表
21    开式内循环系统
3     热交换装置
31    板式换热器
4     温度监测及控制装置
41    温度传感器
42    温控电器箱
5     冷却液外循环系统
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
本发明所述的冷却液可以是水或者其他冷却液，本实施例在内循环系统中用水或者冷却液循环，外循环系统用水循环，但不以此作为限定。本发明的外循环系统为现有技术，在此不作赘述。以下对本发明的内循环系统作详细说明。
在发动机试验过程中，经常需要模拟整车状况及各种复杂试验条件进行试验控制。发动机循环水控制在发动机试验中具有十分重要的意义，它直接保证了发动机能否正常试验及工作。常规的循环水温度控制方法是开式循环(也就是循环水靠发动机水泵流出后，经散热器交换冷却后再进入发动机)，参见图1，图1为现有技术的冷却液温控系统示意图，如图所示，该冷却液内循环系统为开式内循环系统21。这种方法虽然有效地控制了发动机循环水温度，但是同整车实际状况差距较大，且进水压力不能够有效控制，试验结果不能够真实体现发动机测试需求。本发明综合了发动机试验要求的不同试验条件，设计了一种简单的可控制发动机进出水压力及模拟发动机在整车上运行状况的冷却液温控系统。参见图2、图3及图4，图2为本发明的冷却液温控系统示意图，图3为本发明的冷却液温控系统工作原理图，图4为本发明的冷却液温控系统结构示意图。本发明的用于发动机性能测试的冷却液温控系统，包括冷却液内循环系统2、热交换装置3、温度监测及控制装置4和冷却液外循环系统5，冷却液内循环系统2与冷却液外循环系统5分别与热交换装置3连接，冷却液内循环系统2与发动机1连接，温度监测及控制装置4分别与冷却液内循环系统2、热交换装置3及冷却液外循环系统5连接，冷却液内循环系统2为闭式内循环系统20，该闭式内循环系统20在发动机进水管202与发动机出水管201之间增设一旁通装置204，该旁通装置204连通发动机进水管202与发动机出水管201，使得发动机冷却液内循环系统自行闭合，通过该旁通装置204利用出水压力补偿进水压力，以降低所述冷却液内循环系统的进出水压差，并提高进出水流量。本实施例中，该冷却液内循环系统2包括顺次连接的发动机出水管201、膨胀水箱207、热交换管203和发动机进水管202以及旁通管2042和旁通阀2041，发动机出水管201与发动机1的出水口11连接，发动机进水管202与发动机1的进水口12连接，旁通阀2041设置在旁通管2042上，旁通管2042连通所述发动机进水管202与所述发动机出水管201，热交换管203与热交换装置3连接。发动机进水管202上还设置有补水阀2022，当发动机用水作为冷却液体时，需要时，打开该补水阀2022可以连通冷却液外循环系统5，而将冷却液外循环系统5中的循环水补充入闭式内循环系统20。连接发动机出水口11与膨胀水箱207的管路为发动机出水管201，发动机出水管201与膨胀水箱207连接处设置有阀门I2011，连接膨胀水箱207和发动机进水管202的管路为热交换管203，热交换管203与发动机进水管202连接处设置有阀门II 2021，热交换管203上靠近膨胀水箱207一端还设置有冷却液过滤器2034，热交换管203与发动机进水管202连接处设置有调节阀2033，该调节阀2033分别与发动机进水管202、热交换管203及热交换装置3连接，调节阀2033与冷却液外循环系统5连接的管路上还设置有冷却液过滤器2035，以过滤由冷却液外循环系统5进入热交换装置3的冷却液，本实施例中热交换装置3为板式换热器31，该调节阀2033与板式换热器31连接的一端管路上还设置有自动放气阀2032和手动放气阀2031。发动机进水管202与发动机出水管201之间由带旁通阀2041的旁通管2042连通，该旁通管2042设置在靠近热交换管203的一侧，通过调节旁通阀2041的阀门开度，控制出水对进水的补偿压力，降低进出水压差。该闭式内循环系统20还包括除气装置205，该除气装置205包括加长管2052和除气管2053，加长管2052一端与膨胀水箱207顶部连接，加长管2052末端设置有阀门2051，该阀门2051在正常工作时为常闭状态，在发动机1的缸盖水道13上连接除气管206至膨胀水箱207上的加长管2052，需要保证除气管206接至加长管2052的一端高于除气管2053接至发动机1的缸盖水道13的一端，且除气管2053不能弯曲。发动机运转中，随水温上升，产生水蒸气，水蒸气通过除气管2053排至膨胀水箱207，当压力表2072测出膨胀水箱207的压力高于设定压力时，限压阀2071开启并调节压力。本实施例中，热交换装置3为板式换热器31。温度监测与控制系统4包括互相连接的温度传感器41和温控电器箱42，温度传感器41设置在发动机出水管21上，用于监测循环冷却液的温度并传递到温控电器箱42，温控电器箱42分别与热交换装置3、冷却液外循环系统5及控制系统(图未示)连接。
综上，本发明在现有的水温控制系统上增加除气管，连通发动机缸盖水道至膨胀水箱，确保发动机循环水道排气正常，在发动机进出水端加装旁通管和旁通阀，利用出水压力补偿进水压力，进一步降低进出水压差，并提高进出水流量，达到发动机试验冷却水系统模拟整车运行工况的目的。本试验新型内容可使发动机在沸点100℃处稳定运行，并使进水压力提高20-50kPa以上。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于发动机性能测试的冷却液温控系统，包括冷却液内循环系统、热交换装置、温度监测及控制装置和冷却液外循环系统，所述冷却液内循环系统与所述冷却液外循环系统分别与所述热交换装置连接，所述冷却液内循环系统与发动机连接，所述温度监测及控制装置分别与所述冷却液内循环系统、所述热交换装置及所述冷却液外循环系统连接，其特征在于，所述冷却液内循环系统为闭式内循环系统，所述闭式内循环系统设置有用于降低所述冷却液内循环系统的进出水压差的管路。
2.如权利要求1所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述的闭式内循环系统包括顺次连接的发动机出水管、膨胀水箱、热交换管和发动机进水管以及旁通装置，所述旁通装置包括旁通管和旁通阀，所述旁通阀设置在所述旁通管上，所述旁通管连通所述发动机进水管与所述发动机出水管，以降低所述冷却液内循环系统的进出水压差，所述发动机出水管与所述发动机的出水口连接，所述发动机进水管与所述发动机的进水口连接，所述热交换管与所述热交换装置连接。
3.如权利要求2所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述的闭式内循环系统还包括除气装置，所述除气装置包括加长管和除气管，所述加长管一端与所述膨胀水箱顶部连接，所述加长管另一端设置有阀门，所述除气管连接所述发动机的缸盖水道和所述加长管。
4.如权利要求1、2或3所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述温度监测与控制系统包括互相连接的温度传感器和温控电器箱，所述温度传感器设置在所述发动机出水管上，所述温控电器箱与所述热交换装置及所述冷却液外循环系统连接。
5.如权利要求1、2或3所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述的热交换装置为板式换热器。
6.如权利要求1、2或3所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述热交换管上还设置有手动放气阀和自动放气阀。
7.如权利要求1、2或3所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述发动机进水管上还设置有补水阀。
8.如权利要求1、2或3所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述热交换管上靠近所述膨胀水箱一端还设置有冷却液过滤器。
9.如权利要求1、2或3所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述热交换管与所述发动机进水管连接处设置有调节阀。
10.如权利要求1、2或3所述的冷却液温控系统，其特征在于，所述发动机出水管与所述膨胀水箱连接处设置有阀门，所述热交换管与所述发动机进水管连接处设置有阀门。
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