CN102817695A - 冷却液恒温恒压恒流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了冷却液恒温恒压恒流装置，包括热交换器、外部介质循环管路、冷却液循环管路，热交换器上设有冷却液换热管路、外部介质换热管路，冷却液循环管路包括主进液路和主回液路，冷却液循环管路上设有出液变频泵、进液压力传感器及进液流量计，主回液路上设有三通阀，主进液路分成第一、第二进液路，第一进液路经连接电控调节阀后再与三通阀的一个进液口相连，第二进液路与冷却液换热管路的进液口相连，冷却液换热管路的出液口与三通阀的另一个进液口相连，三通阀的出液口与主回液路相连，本发明通过三通阀精确的控制冷却液的温度，通过流量计与电控调节阀调节控制流量流速，通过变频泵与进液压力传感器配合控制发动机进液压力。

Description

冷却液恒温恒压恒流装置

技术领域

本发明涉及使发动机冷却液在循环过程中实现恒温恒压恒流的装置。

背景技术

冷却液恒温装置是车用发动机试验必备的试验条件保障系统之一，根据汽车发动机性能试验方法《GB18297-2001》及汽车发动机可靠性试验方法《GB/T19055-2003》中技术指标要求，为保证发动机参数测定的准确性，对试验过程机油、冷却液进入发动机时温度必须进行恒定，以便在规定的范围内真实测量发动机的各项性能参数，由于发动机本身不具备各个温度的恒定控制功能，所以只能通过外部条件保障系统来支持，辅助保证其特定的需要，目前国内市场上的冷却液恒温装置，如中国专利公告号为CN2900807Y，公告日为2007年5月16日，名称为‘发动机冷却液温控装置’说明书中公开了一种发动机冷却液恒温装置，该装置包括发动机冷却液恒温控制循环系统和冷热冲击强制制冷循环系统，其中冷却液恒温控制系统包括与发动机进、出液口相连的冷却液循环管路、热交换器、外部介质循环管路，热交换器上设置有分别连通于发动机冷却液循环管路中和外部介质循环管路中的、相互进行热交换的换热管路，冷却液循环管路上设置有冷却液进、出温度传感器、膨胀水箱，膨胀水箱上设置有高、低液位传感器、压力控制阀、溢流及排气管，外部介质循环管路上设置有补水阀、温控阀，这种结构基本能满足以上两种国家试验标准，但是这种结构通过控制流经热交换器中的介质的流量来控制发动机冷却液的温度，这样冷却液的温度难以保证，并且随着发动机研发部门越来越苛刻的试验要求，特别是世界先进技术的发动机引进与研发，排放标准越来越严格，测试范围不断扩展，对试验规范提出越来越精确的要求，比如对冷却液冷却速率、冷却液压力、流量流速的精确控制，市场已有的冷却液恒温装置基本满足不了。

发明内容

本发明的目的在于提供对发动机进液口冷却液冷却压力、流量流速、温度进行精确控制的冷却液恒温恒压恒流装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：冷却液恒温恒压恒流装置，包括热交换器、外部介质循环管路、以及用于与发动机进出液口相连的冷却液循环管路，热交换器上设置有分别连通于发动机冷却液循环管路中和外部介质循环管路中的并相互进行热交换的冷却液换热管路、外部介质换热管路，冷却液循环管路包括向冷却液换热管路供液的主进液路和将冷却液换热管路中的冷却液送回发动机的主回液路，所述的冷却液循环管路上还设置有用于控制发动机出液口处冷却液压力的出液变频泵、用于测量发动机进液口的冷却液的进液压力传感器以及进液流量计，所述的主回液路上设置有三通阀，主进液路分成第一进液路和第二进液路，第一进液路经连接用于控制流量的电控调节阀后再与三通阀的一个进液口相连通，第二进液路与冷却液换热管路的进液口相连通，冷却液换热管路的出液口与三通阀的另一个进液口相连通，三通阀的出液口与主回液路相连通。 

冷却液循环管路上设置有补液阀，所述的补液阀的进口处分成两路，其中一路上设置有冷却液进液阀，另一路与外部介质循环管路相连通，其连接管路上设置有介质进液阀。

所述的冷却液循环管路上设置有备用补液阀，所述的备用补液阀的进口分别与冷却液进液阀和介质进液阀相连通。

所述的电控调节阀的进液口通过分支路与其出液口相连通，分支路上设置有旁通阀。

所述的冷却液循环管路上设置有用于与发动机冷却液进、出口相连的发动机进、出液阀、自动排气阀。

所述的外部介质循环管路上设置有介质进、出阀及介质过滤器。

所述的发动机冷却液循环管路上连接有排污管路，排污管路上设置有排污阀。

所述的外部介质循环管路内的介质为水。

所述的冷却液循环管路上设置有一段可视的玻璃管段。

本发明的冷却液恒温恒压恒流装置，通过三通阀控制发动机冷却液流入热交换器的流量与不流入热交换器的流量进行一定的比例混合，精确的控制了流入到发动机内的冷却液的温度，通过流量计与电控调节阀调节控制流量流速，通过变频泵与进液压力传感器配合控制发动机进液压力。

进一步，补液阀的进口设置成两路，能实现当冷却液采用外部介质循环管路上的介质时可以直接从外部介质循环管路上取液，当采用额外的冷却液时，可以将冷却液进液阀与冷却液供给管路相连来取液。

进一步，设置的自动排气阀能够排除冷却液循环管路中的气泡，保证冷却液循环管路的畅通。

进一步，设置有排污阀，便于用户冷却液的回收。

进一步，冷却液循环管路上设置有玻璃管段，方便监视冷却液的循环情况。

附图说明

图1是本发明的实施例的结构示意图。

具体实施方式

冷却液恒温恒压恒流装置的实施例，如图1所示，包括与发动机31进出液口相连的冷却液循环管路1、热交换器2、外部介质循环管路3，外部介质循环管路3内的介质为水，热交换器2上设置有分别连通于发动机冷却液循环管路中和外部介质循环管路中的并相互进行热交换的冷却液换热管路、外部介质换热管路，冷却液循环管路上设置有一段可视的玻璃管段，冷却液循环管路1上设置有用于与发动机23冷却液进、出口相连的发动机进液阀11、发动机出液阀12、自动排气阀13、补液阀15、膨胀储液箱16、冷却液输出温度传感器17、用于控制发动机出液口处冷却液压力的出液变频泵14、用于测量发动机进液口的冷却液的进液压力传感器18以及进液流量计19，冷却液循环管路包括向冷却液换热管路供液的主进液路和将冷却液换热管路中的冷却液送回发动机的主回液路，主回液路上设置有三通阀20，主进液路分成两路，第一进液路经连接用于控制流量的电控调节阀21后再与三通阀的一个进液口相连通，第二进液路与热交换器内的冷却液换热管路的进液口相连通，冷却液换热管路的出液口与三通阀的另一个进液口相连通，三通阀的出液口与主回液路相连通，电控调节阀21的进、出液口通过分支路连接有旁通阀25，补液阀15的进口处分成两路，其中一路上设置有冷却液进液阀22，另一路与外部介质循环管路3的进液管相连通，其连接管路上设置有介质进液阀23，冷却液循环管路1上设置有备用补液阀24，备用补液阀24的进口分别与冷却液进液阀22和介质进液阀23相连通，所述的外部介质循环管路上设置有介质进阀26、介质出阀27、及介质过滤器28，发动机冷却液循环管路1上连接有排污管路29，排污管路上设置有排污阀30。

本发明在使用时的工作过程：

1)试验前补液：首先选取补液方式，发动机冷却液循环管路中如果使用的冷却液和外部介质循环管路内的介质不一样，将冷却液进液阀与冷却液供给管路相连，将介质进液阀关闭；若使用的冷却液与外部介质循环管路内的介质一样，关闭冷却液进液阀，打开介质进液阀即可；备用补液阀在补液阀损坏等紧急状态下使用；连接各管路，系统上电后，根据膨胀储液箱内的液位开关信号，控制补液阀的通断状态，使冷却液循环管路内一直充满冷却液；冷却液循环管路内的气泡通过自动排气阀自动排出，保证管路循环畅通。

2)温度控制过程：冷却液循环管路内的冷却液通过发动机本身运转加热，通过热交换器实现间接冷却，系统采用直行程式三通阀进行冷热配比，精确控制冷却速率和冷却温度；程序根据各发动机厂家的试验规范单独设计，可调整控制加热、冷却的过渡时间，满足各种工况下对温度的要求，通过PID控制稳定工况的温度稳定性，保证控制精度。

 3） 压力控制过程：通过发动机冷却液的入口处的进液压力传感器测量入口水压，反馈给变频器，变频器自动控制出液变频泵转速来调节恒定发动机的进口处液压。

4）流量控制和监视过程：发动机入口处安装进液流量计，测量流量和流速，并在冷却液循环管路内设置一段可视的玻璃管，监视冷却液的循环情况；电控调节阀根据进液流量计反馈的流量信号，通过PID控制，与旁通阀共同控制流量流速，也可设定具体值，完全模拟节温器在车试状态下的不同开度情况。

5）冷却液排空：试验完毕，打开排污阀可以将系统内的冷却液排空，便于用户冷却液的回收，避免管路拆卸过程中的漏液现象。

在其它的实施例中， 还可以不设置排污管路，需要排除冷却液时直接通过发动机排出即可。

在其它的实施例中，所述的介质还可以为冰箱用制冷剂R600a。

Claims (9)

1.冷却液恒温恒压恒流装置，包括热交换器、外部介质循环管路、以及用于与发动机进出液口相连的冷却液循环管路，热交换器上设置有分别连通于发动机冷却液循环管路中和外部介质循环管路中的并相互进行热交换的冷却液换热管路、外部介质换热管路，冷却液循环管路包括向冷却液换热管路供液的主进液路和将冷却液换热管路中的冷却液送回发动机的主回液路，其特征在于，所述的冷却液循环管路上还设置有用于控制发动机出液口处冷却液压力的出液变频泵、用于测量发动机进液口的冷却液的进液压力传感器以及进液流量计，所述的主回液路上设置有三通阀，主进液路分成第一进液路和第二进液路，第一进液路经连接用于控制流量的电控调节阀后再与三通阀的一个进液口相连通，第二进液路与冷却液换热管路的进液口相连通，冷却液换热管路的出液口与三通阀的另一个进液口相连通，三通阀的出液口与主回液路相连通。

2.根据权利要求1所述的冷却液恒温恒压恒流装置，其特征在于，冷却液循环管路上设置有补液阀，所述的补液阀的进口处分成两路，其中一路上设置有冷却液进液阀，另一路与外部介质循环管路相连通，其连接管路上设置有介质进液阀。

3.根据权利要求2所述的冷却液恒温恒压恒流装置，其特征在于，所述的冷却液循环管路上设置有备用补液阀，所述的备用补液阀的进口分别与冷却液进液阀和介质进液阀相连通。

4.根据权利要求1所述的冷却液恒温恒压恒流装置，其特征在于，所述的电控调节阀的进液口通过分支路与其出液口相连通，分支路上设置有旁通阀。

5.根据权利要求1所述的冷却液恒温恒压恒流装置，其特征在于，所述的冷却液循环管路上设置有用于与发动机冷却液进、出口相连的发动机进、出液阀、自动排气阀。

6.根据权利要求1所述的冷却液恒温恒压恒流装置，其特征在于，所述的外部介质循环管路上设置有介质进、出阀及介质过滤器。

7.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的冷却液恒温恒压恒流装置，其特征在于，所述的发动机冷却液循环管路上连接有排污管路，排污管路上设置有排污阀。

8.根据权利要求7所述的冷却液恒温恒压恒流装置，其特征在于，所述的外部介质循环管路内的介质为水。

9.根据权利要求8所述的冷却液恒温恒压恒流装置，其特征在于，所述的冷却液循环管路上设置有一段可视的玻璃管段。