CN104295359B - 一种发动机中冷温度控制装置及操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种发动机中冷温度控制装置及操作方法，是由：进气管路、热交换器、冷空气管路、冷凝水排水球阀、三通调节阀、温度传感器、压力传感器、蝶阀、出水管路、出水球阀、进水管路、过滤器、进水球阀、发动机进气管路构成；通过提高增压发动机进气温度的控制精度，满足更加苛刻的发动机试验要求，提高发动机试验的技术水平；设计简单，结构紧凑，成本低，能耗低；高效、实用、免维护，降低故障率，节约人力成本。

Description

一种发动机中冷温度控制装置及操作方法
技术领域
本发明涉及发动机测试领域，尤其是一种发动机中冷温度控制装置及操作方法。
背景技术
目前，增压发动机在增压后，进气温度升高，为了降低进气温度，在发动机上会安装风冷或水冷的中冷器，以冷却增压后的进气温度。在发动机试验时，由于实验室的条件限制、发动机机型的多变性以及试验目的不同等因素，很难直接使用车用的发动机中冷器来控制增压发动机增压后的进气温度。因此，在做发动机试验，或测试发动机时，需要一种中冷温度的控制装置，来控制发动机的进气温度。
在内燃机试验领域，国内外所有的发动机中冷控制增压发动机的进气温度的方法都是使用热交换器通过控制冷却介质流量或温度来达到控制进气温度。但这种方法有以下几个问题：一、控制精度低，这是因为冷却介质(水)的比热大，其流量或温度的变化，对冷却后气体的温度影响较大；二、压力损失大，这是因为气体全部通过热交换器，受热交换器制造精度的影响，气体的压力损失可能较大；三、响应速度慢，现有技术控制冷却介质来控制冷却后的气体温度，其响应时间长，响应速度慢。
鉴于上述原因，现发明出一种发动机中冷温度控制装置及操作方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种发动机中冷温度控制装置及操作方法，通过提高增压发动机进气温度的控制精度，满足更加苛刻的发动机试验要求，提高发动机试验的技术水平。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种发动机中冷温度控制装置及操作方法，是由：进气管路、热交换器、冷空气管路、冷凝水排水球阀、三通调节阀、温度传感器、压力传感器、蝶阀、出水管路、出水球阀、进水管路、过滤器、进水球阀、发动机进气管路构成；增压器与发动机之间设置三通调节阀，增压器与三通调节阀之间设置进气管路，发动机与三通调节阀之间设置发动机进气管路，所述的发动机进气管路上沿进气方向依次设置温度传感器、压力传感器、蝶阀，热交换器的进气口与进气管路之间设置旁路管道，热交换器的气出口与三通调节阀之间设置冷空气管路；所述的热交换器冷却水进水端设置进水管路，冷却水出水端设置出水管路，进水管路上沿水流方向依次设置进水球阀、过滤器，出水管路上设置出水球阀；所述的热交换器气出口设置冷凝水排水球阀。
增压器排出的热气体进入进气管路，一部分热气体通过进气管路进入三通调节阀，另一部分热气体通过旁路管道进入热交换器，在热交换器内冷却后经冷空气管路进入三通调节阀，三通调节阀使冷热气体进行混合，然后进入发动机进气管路，混合气体依次通过温度传感器、压力传感器、蝶阀，最后进入发动机；根据温度传感器检测到的混合气体温度数据，调节三通调节阀使混合气体的温度数据控制在设定的温度值范围内，根据压力传感器检测到的混合气体压力数据，对蝶阀进行微调使混合气体的压力数据控制在设定的压力值范围内。
旁路管道内的热气体进入热交换器的冷却过程为，冷却水进入进水管路，依次通过进水球阀、过滤器进入热交换器，进水球阀用于调节冷却水的进水流量，过滤器过滤冷却水中的杂质，避免堵塞进水管路和热交换器，冷却水与热气体在热交换器内进行热交换，使热气体温度降低，冷却水对热气体中的热量进行置换使自身温度升高，热交换后的冷却水进入出水管路，通过出水球阀后排出，出水球阀用于调节冷却水的出水流量，同时调节进水球阀和出水球阀控制进入热交换器内的冷却水流量，从而控制热气体的冷却温度；热交换过程中热气体由热变冷形成冷凝水，冷凝水进入热交换器气出口经冷凝水排水球阀排出。
所述的温度传感器和三通调节阀受电器控制组件控制，先将设定温度范围值输入电器控制组件，温度传感器将所测的混合气体温度数据传输至电器控制组件，混合气体温度值高于设定温度范围值时，电器控制组件自动控制三通调节阀增加来自于冷空气管路的冷却气体的流量，或减少来自于进气管路的热气体的流量，使混合气体的温度值降低至设定温度范围值内；混合气体温度值低于设定温度范围值时，电器控制组件自动控制三通调节阀减少来自于冷空气管路的冷却气体的流量，或增加来自于进气管路的热气体的流量，使混合气体的温度值升高至设定温度范围值内。
本发明的有益效果是：在进气管路上设置有压力传感器、温度传感器、蝶阀用于监控和调节发动机进气的温度、压力。进气管路将由增压器而来热空气分成两路，分别与热交换器和三通调节阀相连，热交换器出气口设置有冷凝水排水球阀，便于冷凝水的排出。
在发动机进气管路上设置温度传感器和压力传感器，作用是测量和反馈发动机的进气压力和进气温度。在发动机进气管路上设置有蝶阀，作用是对发动机的进气压力进行微调。进水管路上设置过滤器，作用是过滤冷却水中的杂质，避免堵塞热交换器和管路；设计简单，结构紧凑，成本低，能耗低；高效、实用、免维护，降低故障率，节约人力成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是：总装结构示意图；
图1中：进气管路1、热交换器2、冷空气管路3、冷凝水排水球阀4、三通调节阀5、温度传感器6、压力传感器7、蝶阀8、出水管路9、出水球阀10、进水管路11、过滤器12、进水球阀13、发动机进气管路14、增压器15、发动机16。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1
增压器15与发动机16之间设置三通调节阀5，增压器15与三通调节阀5之间设置进气管路1，发动机16与三通调节阀5之间设置发动机进气管路14，所述的发动机进气管路14上沿进气方向依次设置温度传感器6、压力传感器7、蝶阀8，热交换器2的进气口与进气管路1之间设置旁路管道，热交换器2的气出口与三通调节阀5之间设置冷空气管路3；所述的热交换器2冷却水进水端设置进水管路11，冷却水出水端设置出水管路9，进水管路11上沿水流方向依次设置进水球阀13、过滤器12，出水管路9上设置出水球阀10；所述的热交换器2气出口设置冷凝水排水球阀4。
实施例2
增压器15排出的热气体进入进气管路1，一部分热气体通过进气管路1进入三通调节阀5，另一部分热气体通过旁路管道进入热交换器2，在热交换器2内冷却后经冷空气管路3进入三通调节阀5，三通调节阀5使冷热气体进行混合，然后进入发动机进气管路14，混合气体依次通过温度传感器6、压力传感器7、蝶阀8，最后进入发动机16；根据温度传感器6检测到的混合气体温度数据，调节三通调节阀5使混合气体的温度数据控制在设定的温度值范围内，根据压力传感器7检测到的混合气体压力数据，对蝶阀8进行微调使混合气体的压力数据控制在设定的压力值范围内。
实施例3
旁路管道内的热气体进入热交换器2的冷却过程为，冷却水进入进水管路11，依次通过进水球阀13、过滤器12进入热交换器2，进水球阀13用于调节冷却水的进水流量，过滤器12过滤冷却水中的杂质，避免堵塞进水管路11和热交换器2，冷却水与热气体在热交换器2内进行热交换，使热气体温度降低，冷却水对热气体中的热量进行置换使自身温度升高，热交换后的冷却水进入出水管路9，通过出水球阀10后排出，出水球阀10用于调节冷却水的出水流量，同时调节进水球阀13和出水球阀10控制进入热交换器2内的冷却水流量，从而控制热气体的冷却温度；热交换过程中热气体由热变冷形成冷凝水，冷凝水进入热交换器2气出口经冷凝水排水球阀4排出。
实施例4
所述的温度传感器6和三通调节阀5受电器控制组件控制，先将设定温度范围值输入电器控制组件，温度传感器6将所测的混合气体温度数据传输至电器控制组件，混合气体温度值高于设定温度范围值时，电器控制组件自动控制三通调节阀5增加来自于冷空气管路3的冷却气体的流量，或减少来自于进气管路1的热气体的流量，使混合气体的温度值降低至设定温度范围值内；混合气体温度值低于设定温度范围值时，电器控制组件自动控制三通调节阀5减少来自于冷空气管路3的冷却气体的流量，或增加来自于进气管路1的热气体的流量，使混合气体的温度值升高至设定温度范围值内。

Claims (4)

1.一种发动机中冷温度控制装置，是由：进气管路(1)、热交换器(2)、冷空气管路(3)、冷凝水排水球阀(4)、三通调节阀(5)、温度传感器(6)、压力传感器(7)、蝶阀(8)、出水管路(9)、出水球阀(10)、进水管路(11)、过滤器(12)、进水球阀(13)、发动机进气管路(14)构成；其特征在于：增压器(15)与发动机(16)之间设置三通调节阀(5)，增压器(15)与三通调节阀(5)之间设置进气管路(1)，发动机(16)与三通调节阀(5)之间设置发动机进气管路(14)，所述的发动机进气管路(14)上沿进气方向依次设置温度传感器(6)、压力传感器(7)、蝶阀(8)，热交换器(2)的进气口与进气管路(1)之间设置旁路管道，热交换器(2)的一个气出口与三通调节阀(5)之间设置冷空气管路(3)；所述的热交换器(2)冷却水进水端设置进水管路(11)，冷却水出水端设置出水管路(9)，进水管路(11)上沿水流方向依次设置进水球阀(13)、过滤器(12)，出水管路(9)上设置出水球阀(10)；所述的热交换器(2)的另一个气出口设置冷凝水排水球阀(4)。
2.一种发动机中冷温度控制装置的操作方法，其特征在于：增压器(15)排出的热气体进入进气管路(1)，一部分热气体通过进气管路(1)进入三通调节阀(5)，另一部分热气体通过旁路管道进入热交换器(2)，在热交换器(2)内冷却后经冷空气管路(3)进入三通调节阀(5)，三通调节阀(5)使冷热气体进行混合，然后进入发动机进气管路(14)，混合气体依次通过温度传感器(6)、压力传感器(7)、蝶阀(8)，最后进入发动机(16)；根据温度传感器(6)检测到的混合气体温度数据，调节三通调节阀(5)使混合气体的温度数据控制在设定的温度值范围内，根据压力传感器(7)检测到的混合气体压力数据，对蝶阀(8)进行微调使混合气体的压力数据控制在设定的压力值范围内。
3.根据权利要求2所述的一种发动机中冷温度控制装置的操作方法，其特征在于：旁路管道内的热气体进入热交换器(2)的冷却过程为，冷却水进入进水管路(11)，依次通过进水球阀(13)、过滤器(12)进入热交换器(2)，进水球阀(13)用于调节冷却水的进水流量，过滤器(12)过滤冷却水中的杂质，避免堵塞进水管路(11)和热交换器(2)，冷却水与热气体在热交换器(2)内进行热交换，使热气体温度降低，冷却水对热气体中的热量进行置换使自身温度升高，热交换后的冷却水进入出水管路(9)，通过出水球阀(10)后排出，出水球阀(10)用于调节冷却水的出水流量，同时调节进水球阀(13)和出水球阀(10)控制进入热交换器(2)内的冷却水流量，从而控制热气体的冷却温度；热交换过程中热气体由热变冷形成冷凝水，冷凝水进入热交换器(2)气出口经冷凝水排水球阀(4)排出。
4.根据权利要求2所述的一种发动机中冷温度控制装置的操作方法，其特征在于：所述的温度传感器(6)和三通调节阀(5)受电器控制组件控制，先将设定温度范围值输入电器控制组件，温度传感器(6)将所测的混合气体温度数据传输至电器控制组件，混合气体温度值高于设定温度范围值时，电器控制组件自动控制三通调节阀(5)增加来自于冷空气管路(3)的冷却气体的流量，或减少来自于进气管路(1)的热气体的流量，使混合气体的温度值降低至设定温度范围值内；混合气体温度值低于设定温度范围值时，电器控制组件自动控制三通调节阀(5)减少来自于冷空气管路(3)的冷却气体的流量，或增加来自于进气管路(1)的热气体的流量，使混合气体的温度值升高至设定温度范围值内。
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