CN103115757B - 一种发动机调温器耐久智能试验装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机调温器耐久智能试验装置及其控制方法。解决了现有试验装置可靠性差维修频繁，继电器触点容易烧蚀、接触不良，烧坏电动机，以及容易使冷水升温，无法起到耐久试验效果的问题。试验装置包括有试验槽，在试验槽内设有热水口、冷水口、加热器、温度传感器和液位计，在试验槽的底部设置有出水口，出水口上设置有开关调节阀，开关调节阀输出端连接在换位阀，换位阀一个输出端连接到热水箱上，另一输出端连接到冷水箱上，热水箱的输出端连接到热水口上，冷水箱的输出端连接到冷水口上，试验装置还包括有PLC控制器。本发提高了装置可靠性，冷热水交替注入，有效保证了调温器耐久试验目的。

Description

一种发动机调温器耐久智能试验装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机调温器检测技术，尤其是涉及一种无需电机、无需带动调温器摆动转动的发动机调温器耐久智能试验装置，以及该发动机调温器耐久智能试验装置的控制方法。

背景技术

为满足汽车在不同工况下行使时，其发动机均能在一个适宜的工作环境下工作。因此，发动机自身各子系统的配合要求是不同的，调温器是发动机冷却系统中的关键零部件之一，其主要功能是在特定的工况下实现发动机冷却水路的大小循环，即而保证发动机处于一个适宜的工作温度环境。调温器性能的好坏直接影响汽车发动机的使用寿命。现在汽车发动机用调温器由于制造上存在缺陷，没有达到当初设计的技术要求而处于早期失效状态，它是调温器耐久性达不到设计要求的充分表现，其主要故障现象有：打开不及时、漏石蜡、打不开、打开行程不够、打开后关闭不严等，从而造成发动机行驶过热或起动预热慢等故障。为消除以上故障隐患，早期识别不良品，使不良品不装机，需要专门设计制作该发动机调温器耐久智能试验装置。

目前一般的试验装置实现方案是通过一个定时器与反向开关组合，机械控制小型调速电机正反向旋转带动摆臂机构来实现的，但由于是采用机械式触点开关控制或继电器换相控制，可靠性差维修频繁，继电器触点容易烧蚀、接触不良，烧坏电动机。另外，现有的试验装置都是设置热水槽和冷水槽，其通过控制摆臂机构动作，使调温器轮流浸没在热水和冷水里，但这就存在一个问题，一般一次试验都是好多个调温器，每次将调温器浸入到热水里至少十分钟以上，热水温度都是接近100摄氏度，而且整个试验过程中要重复至少200次以上，这样当调温器从热水中取出后浸入冷水中时，调温器都是很烫的，在冷水中放热，每次这样很容易使得冷水温度升高，高出冷水设定的温度，一般模拟试验中冷水的温度需要低于调温器闭合水域温度即要低于40摄氏度。这样就使得调温器无法实现闭合，也就是不能达到试验耐久的效果。

如专利号为02281481.7，名称为转盘式调温器耐久性能试验台的中国实用新型专利，其是通过主轴带动转盘，转盘上通过吊臂座，装有若干个伸出去的吊臂，吊臂通过垂杆装有放置工件的工件夹盘。在每个吊臂下方，通过转盘装有受凸轮盘控制可上下运动的推销，推销上下运动推动吊臂上下摆动。在机构外围设有一环形冷热水槽，冷热水由挡板隔开。当转盘旋转时，吊臂也随之在水槽上方旋转，同时在推销作用下，按凸轮盘的设定，分别将装有工件的夹盘依次进入冷水槽和热水槽，直至达到测验目的为止。该专利通过转盘轮流将工件浸入到冷水槽和热水槽内，不需要采用机械式触点开关控制或继电器换相操作方式，避免了频繁维修，继电器触点烧蚀、接触不良、烧坏电动机的问题，但还存在上述的缺点：该装置通过转盘和吊臂将调温器轮流浸没在热水和冷水里，这样当调温器从热水中取出后浸入冷水中时，调温器都是很烫的，在冷水中放热，每次很容易使得冷水温度升高，高出冷水设定的温度，就使得调温器无法实现闭合，也就是不能达到试验耐久的效果。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中试验装置采用机械式触点开关控制或继电器换相控制，导致可靠性差维修频繁，继电器触点容易烧蚀、接触不良，烧坏电动机的问题，提供了一种无需电机、无需触点开关控制或继电器换相控制、可靠性高的发动机调温器耐久智能试验装置。

本发明另一个发明目的是解决了现有技术试验装置中调温器轮流浸入热水和冷水，容易导致冷水升温而使调温器不能闭合，无法起到耐久试验效果的问题，提供了一种始终保持冷水恒温，保证调温器在最大开度水域和闭合水域之间循环切换，实现耐久试验目的发动机调温器耐久智能试验装置。

本发明还有一个发明目的是提供了一种发动机调温器耐久智能试验装置的控制方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种发动机调温器耐久智能试验装置，包括有试验槽，在试验槽上部设置有热水口和冷水口，在试验槽的底部设置有出水口，出水口上设置有开关调节阀，所述开关调节阀输出端通过管路连接在一换位阀输入端上，该换位阀具有两个输出端，一个输出端连接到一热水箱上，另一个输出端连接到一冷水箱上，所述热水箱的输出端连接一第一泵体后由管路连接到热水口上，所述冷水箱的输出端连接一第二泵体后由管路连接到冷水口上，在试验槽内还设置有加热器、温度传感器和液位计，试验装置还包括有PLC控制器，PLC控制器输入端与温度传感器和液位计相连，PLC控制器输出端分别连接到加热器、开关调节阀、换位阀、第一泵体和第二泵体上。本发明中将要试验的调温器放入在试验槽内，通过PLC控制器控制加热器、开关调节阀、换位阀、第一泵体和第二泵体使得在试验槽内轮流注入热水和冷水，实现对调温器耐久试验的目的。本发明中只需将调温器放置入试验槽内即可，无需像传统试验装置要通过摇摆、往复或转动机构将调温器轮流放入热水槽和冷水槽，这样就避免了因采用机械式触点开关控制导致可靠性差维修频繁的问题，以及因采用继电器频繁换相控制电动机正反转导致的继电器触点烧蚀、接触不良、烧坏电动机的问题。另外，本发明冷水采用循环注入的方式，使得冷水能够一直保持低温状态，这样确保了调温器是在最大开度水域和闭合水域之间循环切换，实现耐久试验目的。液位计用于检测试验槽内水位的高度，若试验槽内水位低于设定水位，则液位机发送信号给PLC控制器，PLC控制器控制热水口或冷水口出水，直到液位达到设定水位为止。温度传感器用于检测试验槽内热水的温度，若热水温度低于调温器最大开度水域温度则发送信号给PLC控制器，PLC控制器则控制加热器加热，直到热水温度达到调温器最大开度水域温度为止。换位阀为二位三通阀，切换控制出水口与热水箱、冷水箱的连接，使得热水排入到热水箱内，冷水排入到冷水箱内。

作为一种优选方案，所述加热器通过继电器连接在PLC控制器输出端上。在PLC控制器检测到热水温度低于调温器最大开度水域温度时，则发生信号给继电器，继电器工作使得加热器电路导通，加热器工作。在热水温度达到调温器最大开度水域温度时，PLC控制器控制继电器断开加热器电路，加热器停止加热。

作为一种优选方案，在所述冷水箱与冷水口连接的管路上还连接有散热器，所述散热器为往复的S形结构的细管。冷水由冷水口进入实验槽，再由出水口流入冷水箱，然后再由冷水箱输出端流到冷水口处，实现冷水循环，在这过程中，冷水在管路中流动以及在冷水箱内都进行了自然散热，但增加了散热器后，使得冷水达到更好的散热效果，保证了冷水的温度都是低于调温器关闭水域温度。

作为一种优选方案，在所述PLC控制器输出端上还连接有计数器。在试验每进行一个工作循环，则PLC控制器向计数器发送一个脉冲信号，计数器接到信号后累集记录试验次数，这样试验员能通过观察计数器得知试验的进度。

作为一种优选方案，在所述PLC控制器输出端上还连接有故障显示灯和蜂鸣报警器。在PLC控制器检测到装置异常时，如液位超出试验槽最高液位、加热器无法加热等待情况，PLC控制器发送信号给故障显示灯和蜂鸣报警器，故障显示灯点亮，蜂鸣报警器进行声音报警，提示试验员计时消除故障。

一种发动机调温器耐久智能试验装置控制方法，采用权利要求1-5任一项中所述的发动机调温器耐久智能试验装置，包括以下步骤：

a．将调温器放入试验槽内，启动试验装置；

b．PLC控制器控制开关调节阀关闭，同时控制换位阀，使出水口与热水箱相连通，然后PLC控制器控制第一泵体将热水箱内的热水由热水口注入到试验槽内，在热水位达到设定水位后停止注水，使调温器在热水内放置10~20分钟，然后PLC控制器控制开关调节阀打开，将热水排入到热水箱内；

c．在热水都排入到热水箱内后，PLC控制器控制开关调节阀关闭，同时控制换位阀，使出水口与冷水箱相连通，然后PLC控制器控制第二泵体将冷水箱内的冷水由冷水口注入到试验槽内，在冷水达到试验槽的设定水位后，PLC控制器控制开关调节阀打开，使得冷水不断注入和排出，在试验槽、冷水箱、冷水口之间形成冷水循环，冷水循环进行2~8分钟，然后PLC控制器控制停止注水，同时打开开关调节阀，将冷水排入到冷水箱内；该步骤中冷水注入量和排出量保持一致，这样使得冷水液位始终保持在合适的水位。冷水循环时间即开关调节阀打开至停止注入冷水的时间，也就是调温器浸没在冷水中的时间。

d．PLC控制器发送信号给计数器，计数器进行一次计数；

e．重复步骤b~d的操作200~300次，然后关闭试验装置，取出调温器。

作为一种优选方案，在热水注入试验槽内后，温度传感器检测热水温度，若热水温度没有达到设定的调温器最大开度水域温度时，温度传感器发送信号给PLC控制器，PLC控制器判断水温较低，则控制继电器接通加热器电路，对热水进行加热，直到热水温度达到设定的调温器最大开度水域温度则停止加热。本发明使得热水能够始终保持在要求的范围，满足了试验的技术要求。热水注入试验槽内后即停止注入热水至调温器浸没在热水中的这一段时间。

作为一种优选方案，在热水注入试验槽内后，液位计检测热水液位，若检测到热水液位低于设定的最低液位，则液位计发送信号给PLC控制器，PLC控制器判断热水液位较低，则控制第一泵体由热水口向试验槽内注入热水，直到热水水位达到设定的液位后停止。本发明使得热水始终保持在设定的水位，使得热水能很好的浸没调温器，以达到良好的试验效果。

作为一种优选方案，在冷水循环的过程中，液位计检测冷水液位，若检测到冷水液位低于设定的最低液位，则液位计发送信号给PLC控制器，PLC控制器判断冷水液位较低，则控制开关调节阀，减小开关调节阀的开度，直到试验槽内冷水液位达设定的液位后将开关调节阀恢复到原来的开度。这样保证了冷水在试验槽内始终保持设定的水位，使得冷水能很好的浸没调温器，以达到良好的试验效果。

作为一种优选方案，调温器在热水内放置时间为15分钟，调温器在冷水内放置时间为5分钟，步骤e中的循环次数为200次。 

因此，本发明优点是：1.调温器放入试验槽后无需动，这样就无需采用电机，提高了可靠性，避免了维修频繁、继电器触点烧蚀、接触不良、烧坏电动机的问题；2.冷热水交替注入试验槽，冷水实现循环散热，这样有效保证了调温器在最大开度水域和闭合水域温度之间循环切换，实现耐久试验目的。

附图说明

附图1是本发明的一种结构框示图；

附图2是本发明的一种流程示意图。

1-试验槽  2-冷水口  3-热水口  4-温度传感器  5-液位计  6-加热器  7-继电器  8-PLC控制器  9-计数器  10-蜂鸣报警器  11-故障显示灯  12-开关调节阀  13-散热器  14-换位阀  15-冷水箱  16-第二泵体  17-热水箱  18-第一泵体  19-出水口

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种发动机调温器耐久智能试验装置，如图1所示，该试验装置包括有一个试验槽1，试验用的调温器放置在试验槽内，在试验槽的上部设置有热水口3和冷水口2，分别用于注入热水和冷水，在试验槽的底部上开有出水口19，试验槽内还安装有加热器6、温度传感器4和液位计5。在试验槽的出水口上连接有开关调节阀12，开关调节阀的出口通过管路连接在一个二位三通的换位阀的输入端上，该换位阀的一个输出端通过管路连接到一个热水箱17上，换位阀的另一个输出端通过管路连接到一个冷水箱15上，热水箱具有一个输出端，该输出端连接第一泵体18后由管路连接到热水口3上，冷水箱也具有一个输出端，该输出端连接第二泵体16后由管路连接到冷水口2上，为了加强冷水散热效果，在第二泵体与冷水口之间的管路上还设置有散热器13，该散热器为往复的S形结构的细管。该试验装置还包括有PLC控制器8，温度传感器、液位计分别连接到该PLC控制器的输入端上，开关换位阀、换位阀、第一泵体和第二泵体的控制端分别连接到PLC控制器的输出端上，加热器6通过继电器7连接到PLC控制器的输出端上。为了对试验中循环次数进行计数，在PLC控制器输出端上还连接有计数器9。当装置出现异常状况，为了提醒试验员，在PLC控制器输出端上连接有蜂鸣报警器10和故障显示灯11。

本实施例发动机调温器耐久智能试验装置的工作流程，如图2所示，开始前，试验员将调温器放入到试验槽1内，然后按下启动开关，启动试验装置。

步骤一：

PLC控制器控制开关调节阀关闭，同时控制换位阀，使出水口与热水箱相连通，然后PLC控制器控制第一泵体，通过第一泵体将热水箱内的热水由热水口注入到试验槽内，在热水位达到设定水位后，液位计发送信号到PLC控制器，PLC控制器控制第一甭提停止工作，热水口停止注水；然后使调温器在热水内放置15分钟。

在这过程中温度传感器实时检测热水的温度，液位计实时检测热水的液位。若热水的温度低于设定的温度即调温器最大开度水域温度95摄氏度时，温度传感器发送检测到的信号给PLC控制器，PLC控制器分析后判断水温较低，则PLC控制器则发送工作信号到继电器，继电器工作，继电器触点闭合接通加热器的电路，加热器开始加热，直到热水温度达到95摄氏度，温度传感器发送信号到PLC控制器，PLC控制器发送停止信号到继电器，继电器停止工作，加热器电路断开停止加热。若液位计检测到热水液位低于设定的最低液位，则液位计发送检测到的信号给PLC控制器，PLC控制器分析后判断热水液位较低，则控制第一泵体工作，将热水箱内热水由热水口注入试验槽，直到热水水位达到设定的液位，液位计发送检测到的信号到PLC控制器，PLC控制器分析后判读已达到设定液位，则发送停止信号给第一泵体，第一泵体停止工作，热水口停止注水。

调温器在热水中放置15分钟后，PLC控制器控制开关调节阀打开，将热水排入到热水箱内。

步骤二：

在热水都排入到热水箱内后，PLC控制器控制开关调节阀关闭，同时控制换位阀，使出水口与冷水箱相连通，然后PLC控制器控制第二泵体将冷水箱内的冷水由冷水口注入到试验槽内，在冷水达到试验槽的设定水位后，液位计发送信号到PLC控制器，PLC控制器分析判断达到设定液位，PLC控制器则控制开关调节阀打开，这时冷水不断注入和排出，在试验槽、冷水箱、冷水口之间形成冷水循环，调温器由冷水循环起浸在冷水中5分钟。冷水进行循环，在循环的过程中自然散热，并通过散热器进行散热。

在调温器浸在冷水的过程中，液位计实时检测冷水液位，若检测到冷水液位低于设定的最低液位，则液位计发送信号给PLC控制器，PLC控制器分析判断冷水液位较低，则控制开关调节阀，减小开关调节阀的开度，直到试验槽内冷水液位达设定的液位后，液位计发送信号到PLC控制器，PLC控制器分析判断为达到设定液位，则将开关调节阀恢复到原来的开度。

调温器在冷水中放置5分钟后，PLC控制器控制第二泵体停止注水，同时打开开关调节阀，将冷水排入到冷水箱内。

步骤三：

PLC控制器发送信号给计数器，计数器进行一次计数。

步骤四：

重复步骤一至三的操作200次，在此过程中若试验装置出现异常状况，则PLC控制器发送信号给故障显示灯和蜂鸣报警器，故障显示灯点亮，蜂鸣报警器进行声音报警，提示试验员计时消除故障。重复操作200次后则装置停止工作，试验员关闭试验装置，取出调温器。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了试验槽、热水口、冷水口、开关调节阀、换位阀等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种发动机调温器耐久智能试验装置，其特征在于：包括有试验槽（1），在试验槽上部设置有热水口（3）和冷水口（2），在试验槽的底部设置有出水口（19），出水口上设置有开关调节阀（12），所述开关调节阀输出端通过管路连接在一换位阀（14）输入端上，该换位阀具有两个输出端，一个输出端连接到一热水箱（17）上，另一个输出端连接到一冷水箱（15）上，所述热水箱的输出端连接一第一泵体（18）后由管路连接到热水口（3）上，所述冷水箱的输出端连接一第二泵体（16）后由管路连接到冷水口（2）上，在试验槽内还设置有加热器（6）、温度传感器和液位计（5），试验装置还包括有PLC控制器（8），PLC控制器输入端与温度传感器和液位计相连，PLC控制器输出端分别连接到加热器、开关调节阀、换位阀、第一泵体和第二泵体上。

2.根据权利要求1所述的一种发动机调温器耐久智能试验装置，其特征是所述加热器（6）通过继电器（7）连接在PLC控制器（8）输出端上。

3.根据权利要求1或2所述的一种发动机调温器耐久智能试验装置，其特征是在所述冷水箱（15）与冷水口（2）连接的管路上还连接有散热器（13），所述散热器为往复的S形结构的细管。

4.根据权利要求3所述的一种发动机调温器耐久智能试验装置，其特征是在所述PLC控制器（8）输出端上还连接有计数器（9）。

5.根据权利要求1或2所述的一种发动机调温器耐久智能试验装置，其特征是在所述PLC控制器（8）输出端上还连接有故障显示灯（11）和蜂鸣报警器（10）。

6.一种发动机调温器耐久智能试验装置控制方法，采用权利要求1-5任一项中所述的发动机调温器耐久智能试验装置，其特征是：包括以下步骤：

a．将调温器放入试验槽内，启动试验装置；

b．PLC控制器控制开关调节阀关闭，同时控制换位阀，使出水口与热水箱相连通，然后PLC控制器控制第一泵体将热水箱内的热水由热水口注入到试验槽内，在热水位达到设定水位后停止注水，使调温器在热水内放置10~20分钟，然后PLC控制器控制开关调节阀打开，将热水排入到热水箱内；

c．在热水都排入到热水箱内后，PLC控制器控制开关调节阀关闭，同时控制换位阀，使出水口与冷水箱相连通，然后PLC控制器控制第二泵体将冷水箱内的冷水由冷水口注入到试验槽内，在冷水达到试验槽的设定水位后，PLC控制器控制开关调节阀打开，使得冷水不断注入和排出，在试验槽、冷水箱、冷水口之间形成冷水循环，冷水循环进行2~8分钟，然后PLC控制器控制停止注水，同时打开开关调节阀，将冷水排入到冷水箱内； 

d．PLC控制器发送信号给计数器，计数器进行一次计数；

e．重复步骤b~d的操作200~300次，然后关闭试验装置，取出调温器。

7.根据权利要求6所述的一种发动机调温器耐久智能试验装置控制方法，其特征是在热水注入试验槽内后，温度传感器检测热水温度，若热水温度没有达到设定的调温器最大开度水域温度时，温度传感器发送信号给PLC控制器，加热器通过继电器连接在PLC控制器输出端上，PLC控制器判断水温较低，则控制继电器接通加热器电路，对热水进行加热，直到热水温度达到设定的调温器最大开度水域温度则停止加热。

8.根据权利要求6所述的一种发动机调温器耐久智能试验装置控制方法，其特征是在热水注入试验槽内后，液位计检测热水液位，若检测到热水液位低于设定的最低液位，则液位计发送信号给PLC控制器，PLC控制器判断热水液位较低，则控制第一泵体由热水口向试验槽内注入热水，直到热水水位达到设定的液位后停止。

9.根据权利要求6所述的一种发动机调温器耐久智能试验装置控制方法，其特征是在冷水循环的过程中，液位计检测冷水液位，若检测到冷水液位低于设定的最低液位，则液位计发送信号给PLC控制器，PLC控制器判断冷水液位较低，则控制开关调节阀，减小开关调节阀的开度，直到试验槽内冷水液位达设定的液位后将开关调节阀恢复到原来的开度。

10.根据权利要求6-9任一项所述的一种发动机调温器耐久智能试验装置控制方法，其特征是调温器在热水内放置时间为15分钟，调温器在冷水内放置时间为5分钟，步骤e中的重复步骤b~d的操作次数为200次。