CN103499450B - 一种冷却系统试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷却系统试验装置，由安装台、原动装置、传动装置、数据采集系统及控制系统组成；安装台满足发动机搭建及试验过程中的强度及刚度要求；原动装置由减速电机组成；传动装置由底座、皮带、传动轴、轴承、联轴器组成；所述数据采集系统为NI采集系统；控制系统由人机交互界面、工控机、变频器及PLC组成；所述试验装置在发动机非点火状态下，通过传动装置直接驱动水泵，达到测量冷却系统内流量、温度及压力参数。

Description

一种冷却系统试验装置

技术领域

本发明属于内燃机测试技术领域，具体地说涉及一种非点火状态下冷却系统测试的装置。

背景技术

发动机冷却系统的作用是使发动机的温度在所有工况下均保持在适当的范围内。冷却系统不仅要防止发动机过热,也要防止发动机过冷。而该试验的目的是尽早对冷却系统进行验证，同时，暴露一些潜在的问题。理论上试验在原形缸体和缸盖的铸件下进行，并不需要在机械开发之后进行，或者使用快速成型的树脂铸件代替也可以。另外，各个相关的冷却系统部件都应该用到（散热器、机油冷却器、暖风机、整车软管等）。该试验可以评估发动机缸体和缸盖内的流量，对比压力测量数据和CFD分析计算数据，通过实测的水泵流量来确定设计规范，通过测量发动机冷却系统压力损失、外围循环的流量（机油冷却器、暖风机）、水泵的气蚀性能，综合分析各种数据指导发动机冷却系统的优化设计。而传统冷却系统试验，一般需要在发动机点火台架上进行测试，水泵需通过曲轴皮带轮驱动，同时在发动机点火运转过程中，工况较复杂，外部各种影响因素错综复杂。所以,搭建一套冷却系统试验台，通过直接反拖水泵来探寻冷却系统运行规律，验证发动机冷却系统能力的试验台就显得尤为重要了。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷却系统试验装置的技术方案，通过本技术方案，能够在发动机不点火的情况下，实现对发动机冷却系统的各项数据进行测试。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种冷却系统试验装置，由安装台、原动装置、传动装置、数据采集系统及控制系统组成；

所述安装台满足发动机搭建及试验过程中的强度及刚度要求；

所述原动装置由减速电机组成，所述减速电机能够提供驱动水泵运转所需的原动力；

所述传动装置由底座、皮带、传动轴、轴承、联轴器组成；所述传动轴包括有主轴和二级传动轴；其中，皮带用来将电机输出的动力传递给主轴；联轴器用来连接主轴、测量仪器、二级传动轴与水泵；轴承安装在底座上，用来支撑传动轴；

所述数据采集系统为NI采集系统，通过设置于试验台及发动机上的传感器来采集温度、转速、扭矩、压力及流量信号，并传递给控制系统；

所述控制系统由人机交互界面、工控机、变频器及PLC组成；通过操作人机交互界面，进行一系列参数查看、设置；工控机用于数据的分析、处理及保存；变频器用于电机启停及转速方向与大小控制；PLC用于通讯控制以及检测变频器的状态；

所述试验装置在发动机非点火状态下，通过传动装置直接驱动水泵，达到测量冷却系统内流量、温度及压力参数。

测试过程中发动机直接安装在试验装置的安装台上；通过发动机上安装支撑在T型槽内的横向及纵向移动，完成发动机的对中工作。

所述安装台为T型槽固定架，采用优质碳素结构钢制成。

所述原动装置和传动装置设置于安装台上。

所述传感器布置于传感器布置柜内，传感器的终端布置于试验台及发动机上；传感器的输出端连接控制系统。

所述控制系统设置于电控柜内，控制系统通过设置于线槽内的导线与试验装置的各部件连接。

本发明的有益效果是：

发动机无须点火即可进行试验，同时不占用点火试验台架，在各种发动机多种试验开发工作之前，即可通过该试验台测试相关参数暴露潜在的问题，在发动机点火运转之前完成相关优化工作。

附图说明

图1是试验装置组成框图；

图2是试验装置平面布局图。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，应当理解的是，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

如图1和图2所示，冷却系统试验装置，由安装台4、原动装置1、传动装置2、数据采集系统及控制系统组成。

安装台为T型槽固定架，采用优质碳素结构钢制成，满足发动机搭建及试验过程中的强度及刚度要求。在发动机安装过程中，通过发动机上安装支撑在T型槽内的横向及纵向移动，可完成发动机的对中工作。

原动装置1由减速电机组成，所述减速电机能够提供驱动水泵运转所需的原动力。减速电机的输出转速可满足水泵最大8000rpm的工况，满足一般试验所需水泵转速要求。

传动装置2由底座、皮带、传动轴、轴承、联轴器组成；所述传动轴包括有主轴和二级传动轴；其中，皮带用来将电机输出的动力传递给主轴；联轴器用来连接主轴、测量仪器、二级传动轴与水泵；轴承安装在底座上，用来支撑传动轴。传动装置通过安全护罩进行保护，可以避免试验台旋转部件存在的潜在的危险。

数据采集系统为NI采集系统，通过设置于试验台及发动机上的传感器来采集温度、转速、扭矩、压力及流量信号，并传递给控制系统；所述传感器包括有温度传感器、转速度传感器、扭矩传感器、压力传感器及流量传感器等；各传感器布置于传感器布置柜3内，传感器的终端布置于试验台及发动机上；传感器的输出端连接控制系统。

控制系统由人机交互界面、工控机、变频器及PLC组成；通过操作人机交互界面，进行一系列参数查看、设置；工控机用于数据的分析、处理及保存；变频器用于电机启停及转速方向与大小控制；PLC用于通讯控制以及检测变频器的状态。控制系统设置于电控柜6内，控制系统通过设置于线槽5内的导线与试验装置的各部件连接。

在人机交互界面上，可以通过程序选择手动试验或者自动试验，设置好各试验参数后，电机“开始试验”，即可进行相关测试。试验完成后，电机保存数据，可以完成各试验测量数据的保存。

所述试验装置在发动机非点火状态下，通过电机、减速皮带及传动轴驱动水泵运转，通过扭矩、转速传感器测得水泵的转速，通过温度、压力和流量传感器测得发动机及其冷却系统部件的对应参数。在这个过程中，通过PLC和变频器配合工作，可以根据要求调整水泵转速，并且监控试验过程中各种参数，在出现故障时能够自动报警。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种冷却系统试验装置，其特征在于：由安装台、原动装置、传动装置、数据采集系统及控制系统组成；

所述安装台满足发动机搭建及试验过程中的强度及刚度要求；

所述原动装置由减速电机组成，所述减速电机能够提供驱动水泵运转所需的原动力；

所述传动装置由底座、皮带、传动轴、轴承、联轴器组成；所述传动轴包括有主轴和二级传动轴；其中，皮带用来将减速电机输出的动力传递给主轴；联轴器用来连接主轴、测量仪器、二级传动轴与水泵；轴承安装在底座上，用来支撑传动轴；

所述数据采集系统为NI采集系统，通过设置于试验台及发动机上的传感器来采集温度、转速、扭矩、压力及流量信号，并传递给控制系统；

所述控制系统由人机交互界面、工控机、变频器及PLC组成；通过操作人机交互界面，进行一系列参数查看、设置；工控机用于数据的分析、处理及保存；变频器用于减速电机启停及转速方向与大小控制；PLC用于通讯控制以及检测变频器的状态；

所述试验装置在发动机非点火状态下，通过传动装置直接驱动水泵，达到测量冷却系统内流量、温度及压力参数；

测试过程中发动机直接安装在试验装置的安装台上；通过发动机在安装台内的横向及纵向移动，完成发动机的对中工作。

2.根据权利要求1所述的冷却系统试验装置，其特征在于：所述安装台为T型槽固定架，采用优质碳素结构钢制成。

3.根据权利要求1所述的冷却系统试验装置，其特征在于：所述原动装置和传动装置设置于安装台上。

4.根据权利要求1所述的冷却系统试验装置，其特征在于：所述传感器布置于传感器布置柜内，传感器的终端布置于试验台及发动机上；传感器的输出端连接控制系统。

5.根据权利要求1所述的冷却系统试验装置，其特征在于：所述控制系统设置于电控柜内，控制系统通过设置于线槽内的导线与试验装置的各部件连接。