CN103018047A - 一种发动机台架试验装置及发动机水温控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机水温控制装置，包括控制单元、热交换器、温度传感器和三通流量调节阀，所述三通流量调节阀设于所述热交换器的内循环回路，其将所述发动机出水管分为并联的两路，其中一路经过所述热交换器，另一路连通发动机进水管；所述控制单元的信号输出端连接于所述三通流量控制阀，并根据所述温度传感器的信号控制所述三通流量调节阀分配经过热交换器和不经过热交换器的流量。该装置能够精确控制发动机出水温度，可显著提高发动机试验数据的真实可靠性。本发明还公开了一种设有所述发动机水温控制装置的发动机台架试验装置。

Description

一种发动机台架试验装置及发动机水温控制装置

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是发动机台架试验装置的发动机水温控制装置。本发明还涉及设有所述发动机水温控制装置的发动机台架试验装置。

背景技术

发动机台架试验是指产品出厂前要进行的某些模拟台架试验，通过之后方能投入使用。

进行发动机台架性能试验时，其温度的高低直接影响发动机的工作性能，之前的发动机台架性能试验都非常关注此参数。但对于发动机冷却系统而言，除了水温对其有影响外，发动机的水流量也是较为重要的一个控制参数，发动机循环进水流量对其性能的发挥及发动机零部件的磨损至关重要，发动机水流量不足会导致水温无法控制，零部件腐蚀加剧，缩短零部件使用寿命等。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的发动机台架试验用水温控制装置。

如图所示，该水温控制装置包括电动控制阀3＇、热交换器4＇、温度传感器5＇和控制单元8＇，热交换器4＇设有外循环进水管1＇、外循环出水管2＇以及与发动相连的发动机进水管6＇和发动机出水管7＇，整个系统的温控是由外循环出水管2＇上安装的温度传感器5＇传输信号至控制单元8＇，然后由控制单元8＇将温度传感器5＇的传送信号与设定信号进行比较计算，再发送指令给电动控制阀3＇，由电动控制阀3＇单独调节外部循环水的流量，从而控制发动机出水温度。

此方法利用一个热交换器，发动机循环水接至热交换器内循环，而热交换器外循环接到外部循环水，通过安装在外循环水管路中的电动阀来控制外循环水的流量，由安装在内循环上的温度传感器反馈至控制单元来控制热交换器内循环水温度。

这种方式虽然能够实现发动机出水温度调节，但调节精度相对较低，且不能实现发动机进水流量的调节，无法获得可靠的试验数据，特别是进行发动机水泵性能试验时，不能满足发动机性能试验要求。

因此，如何提高发动机实验数据的准确性，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种发动机水温控制装置。该装置能够精确控制发动机出水温度，可显著提高发动机试验数据的真实可靠性。

本发明的第二目的是提供一种设有所述发动机水温控制装置的发动机台架试验装置。

为实现上述第一目的，本发明提供一种发动机水温控制装置，包括：

控制单元；

热交换器，具有外循环回路和内循环回路；

温度传感器，设于所述内循环回路的发动机出水管，其信号输出端连接于所述控制单元的信号输入端；

还包括：

三通流量调节阀，设于所述热交换器的内循环回路，其将所述发动机出水管分为并联的两路，其中一路经过所述热交换器，另一路连通发动机进水管；

所述控制单元的信号输出端连接于所述三通流量控制阀，并根据所述温度传感器的信号控制所述三通流量调节阀分配经过热交换器和不经过热交换器的流量。

优选地，所述三通流量调节阀的出水口连通发动机进水管，第一进水口连通发动机出水管，第二进水口连通热交换器出水口。

优选地，所述三通流量调节阀的进水口连通发动机出水管，第一出水口连通发动机进水管，第二出水口连通热交换器进水口。

优选地，进一步包括:

流量计和水泵，设于所述内循环回路；

所述流量计的信号输出端连接于所述控制单元的信号输入端，所述控制单元的信号输出端连接于所述水泵，并根据所述流量计的信号控制所述水泵调节流量。

优选地，所述水泵并联有旁通阀。

优选地，所述内循环回路的发动机进水管上设有压力传感器，其信号输出端连接于所述控制单元的信号输入端。

优选地，所述内循环回路的发动机进水管上设有手动阀。

优选地，所述水泵为变频加压泵。

优选地，所述热交换器外循环回路的进水管上设有过滤器。

优选地，所述三通流量调节阀具体为电动三通比例调节阀。

为实现上述第二目的，本发明提供一种发动机台架试验装置，包括试验装置本体和水循环装置，所述水循环装置具体为上述任一项所述的发动机水温控制装置。

本发明提供的发动机水温控制装置，将现有的外循环温控改为内循环温控，其内循环回路除设有温度传感器和控制单元之外，还设有三通流量调节阀，并通过该阀将发动机出水管分为并联的两路，其中一路经过所述热交换器，另一路连通发动机进水管，整个系统的温控由发动机出水管上安装的温度传感器传输信号至控制单元，然后由控制单元将温度传感器传送信号与设定信号进行比较计算，再发送指令给三通流量调节阀进行调节，由三通流量调节阀来分配经过热交换器和不经过热交换器的流量，从而控制进入发动机的进水温度。由于使用了三通流量调节阀进行温度控制，所以控制更加精确，显著提高了发动机试验数据的准确性，可严格满足发动机台架试验要求。

在一种优选方案中，所述内循环回路进一步设有流量计和水泵，由于增设了流量计和水泵，使得整个装置除了能够控制发动机出水温度之外，还能够对发动机进水流量进行控制，从而满足发动机零部件试验要求，尤其是发动机水泵性能试验的要求。

本发明提供的发动机台架试验装置设有所述发动机水温控制装置，由于所述发动机水温控制装置具有上述技术效果，设有该发动机水温控制装置的发动机台架试验装置也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的发动机台架试验用水温控制装置；

图2为本发明所提供发动机水温控制装置的第一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明所提供发动机水温控制装置的第二种具体实施方式的结构示意图；

图4为本发明所提供发动机水温控制装置的第三种具体实施方式的结构示意图。

图1中：

外循环进水管1＇外循环出水管2＇电动控制阀3＇热交换器4＇温度传感器5＇发动机进水管6＇发动机出水管7＇控制单元8＇

图2至图4中：

1.外循环进水管2.外循环出水管3.过滤器4.热交换器5.三通流量调节阀6.控制单元7.流量计8.手动阀9.压力传感器10.发动机进水管11.旁通阀12.水泵13.温度传感器14.发动机出水管

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供发动机水温控制装置的第一种具体实施方式的结构示意图。

在第一种具体实施方式中，本发明提供的发动机水温控制装置，主要由控制单元、热交换器、温度传感器、三通流量调节阀等部分组成。

其中，热交换器，具有外循环回路和内循环回路，包括外循环进水管1、外循环出水管2、发动机进水管10和发动机出水管14。

温度传感器13设于内循环回路的发动机出水管14，其信号输出端连接于控制单元6的第一信号输入端。

热交换器4的外循环部分无控制阀门，三通流量调节阀5（具体可选用电动三通比例调节阀）设于热交换器4的内循环回路，其出水口连通发动机进水管10，第一进水口连通发动机出水管14，第二进水口连通热交换器4出水口，将发动机出水管14分为并联的两路，其中一路经过热交换器4，另一路则绕过热交换器4直接连通发动机进水管10。

控制单元6的第一信号输出端连接于三通流量控制阀5，并根据温度传感器13的信号控制三通流量调节阀5分配经过热交换器4和不经过热交换器4的流量，进而达到调节水温的目的。

为延长热交换器4的使用寿命，在外循环进水管1上设有过滤器3。

请参考图3，图3为本发明所提供发动机水温控制装置的第二种具体实施方式的结构示意图。

第二种具体实施方式提供的发动机水温控制装置与上述具体实施方式基本相同，不同之处就在于三通流量调节阀5的安装位置发生了改变，在本实施方式中，三通流量调节阀5的进水口连通发动机出水管14，第一出水口连通发动机进水管10，第二出水口连通热交换器4进水口，同样能够实现本发明目的，其余结构可参考上文的描述。

请参考图4，图4为本发明所提供发动机水温控制装置的第三种具体实施方式的结构示意图。

如图所示，第三种具体实施方式在第一种具体实施方式的基础上做了进一步改进，在内循环回路上增设了流量计7和水泵12。

其中流量计7安装于发动机进水管10，水泵12安装于发动机出水管14，流量计7的信号输出端连接于控制单元6的第二信号输入端，控制单元6的第二信号输出端连接于水泵12，并根据流量计7的信号控制水泵12调节流量。

水泵12具体可选用变频加压泵，其上并联有旁通阀11。此外，内循环回路的发动机进水管10上还设有手动阀8。

上述发动机水温控制装置的工作原理如下：

1）温度控制：整个系统的温控由发动机出水管14上安装的温度传感器13传输信号至控制单元6，然后由控制单元6将温度传感器13的传送信号与设定信号进行比较计算，再发送指令给三通流量调节阀5进行调节，由三通流量调节阀5来分配经过热交换器4和不经过热交换器4的流量，从而控制进入发动机的进水温度，此控制为闭环控制，控制单元6时刻都在通过PID对三通流量调节阀5进行调节。

2）流量控制：流量控制是由水泵12、流量计7、控制单元6共同完成的，首先由流量计7将测得的液体流量信号传送给控制单元6，然后由控制单元6对流量计7测得的信号与设定的流量值进行比较计算，再发送指令给水泵12进行调节，同温控相同，此控制为闭环控制，控制单元6时刻都在通过PID对水泵12进行调节。

另外，内循环回路的发动机进水管10设有压力传感器9，其信号输出端连接于控制单元6的第三信号输入端。

水泵12的整个调节过程都应在控制单元6设定的压力范围内实现，因为管道内压力过高无论是对发动机被试验件还是整个装置的附件都会产生极大的副作用，导致零部件损坏，所以为加强整个系统的安全性，控制单元6对管道内的压力设定一个报警值，调节过程中控制单元6接收压力传感器9发来的液体压力信号，一旦压力传感器9测得的压力超过该限值，就要对整个系统进行检查，确保热交换器4流通面满足要求，使管道通畅，清理后可继续运行。

通过上述温度和流量控制，该装置满足了发动机台架的试验要求，准确的把握了发动机出水温度及进水流量的控制范围，提高了发动机试验数据的准确性。

当然，上述发动机水温控制装置仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述发动机水温控制装置，本发明还提供一种发动机台架试验装置，包括试验装置本体和水循环装置，所述水循环装置具体为上文所述的发动机水温控制装置，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的发动机台架试验装置及发动机水温控制装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种发动机水温控制装置，包括：

控制单元；

热交换器，具有外循环回路和内循环回路；

温度传感器，设于所述内循环回路的发动机出水管，其信号输出端连接于所述控制单元的信号输入端；

其特征在于，还包括：

三通流量调节阀，设于所述热交换器的内循环回路，其将所述发动机出水管分为并联的两路，其中一路经过所述热交换器，另一路连通发动机进水管；

所述控制单元的信号输出端连接于所述三通流量控制阀，并根据所述温度传感器的信号控制所述三通流量调节阀分配经过热交换器和不经过热交换器的流量。

2.根据权利要求1所述的发动机水温控制装置，其特征在于，所述三通流量调节阀的出水口连通发动机进水管，第一进水口连通发动机出水管，第二进水口连通热交换器出水口。

3.根据权利要求1所述的发动机水温控制装置，其特征在于，所述三通流量调节阀的进水口连通发动机出水管，第一出水口连通发动机进水管，第二出水口连通热交换器进水口。

4.根据权利要求1所述的发动机水温控制装置，其特征在于，进一步包括:

流量计和水泵，设于所述内循环回路；

所述流量计的信号输出端连接于所述控制单元的信号输入端，所述控制单元的信号输出端连接于所述水泵，并根据所述流量计的信号控制所述水泵调节流量。

5.根据权利要求4所述的发动机水温控制装置，其特征在于，所述水泵并联有旁通阀。

6.根据权利要求4所述的发动机水温控制装置，其特征在于，所述内循环回路的发动机进水管上设有压力传感器，其信号输出端连接于所述控制单元的信号输入端。

7.根据权利要求4所述的发动机水温控制装置，其特征在于，所述内循环回路的发动机进水管上设有手动阀。

8.根据权利要求4至7任一项所述的发动机水温控制装置，其特征在于，所述水泵为变频加压泵。

9.根据权利要求1至7任一项所述的发动机水温控制装置，其特征在于，所述热交换器外循环回路的进水管上设有过滤器。

10.根据权利要求1至7任一项所述的发动机水温控制装置，其特征在于，所述三通流量调节阀具体为电动三通比例调节阀。

11.一种发动机台架试验装置，包括试验装置本体和水循环装置，其特征在于，所述水循环装置具体为上述权利要求1至10任一项所述的发动机水温控制装置。

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