CN105697097B - 一种外置式发动机用机油温控系统及测试控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外置式发动机用机油温控系统及测试控制方法，包括进油口、出油口和管路构成的外循环管路，及PLC控制器(11)，在进油管路上设有作为动力源的变频泵(4)，泵出的机油经热交换器(9)与冷却液进行热量交换；连接至所述热交换器(9)的冷却液经加热器(5)或散热器(7)调控至设定温度；在整个温控系统的出油口端设有连接至所述PLC控制器(11)的压力传感器(14)及温度传感器(15)。本发明结构简单，可以对发动机机油温度精确控制且机油温度分布范围广，并且可以集成化，操作相对简单。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，更具体地说，涉及一种外置式发动机用机油温控系统及测试控制方法。
背景技术
近年来汽车发动机技术得到进一步的发展，但为了满足用户对汽车越来越高的要求以及排放法规日益严格的形势，汽车厂商面临着更大的技术突破的压力，尤其是汽车动力总成模块。所以发动机动力总成测试领域就需要更精确的测量数据来为技术提升提供数据支承。对于发动机而言，润滑系统的作用不言而喻，而各零部件也面临着降低摩擦功的要求从而减少油耗。在发动机润滑系统开发或各零部件摩擦功测试中，机油温度是一个重要的参数，需要精确的控制发动机机油处于不同的温度，获得精确的试验结果从而对发动机进行进一步的优化。
目前发动机试验台架用机油温控装置主要有：
1、风机以及结合发动机本身机油冷却系统，通过空气流动带走发动机热量，此种方式控制温度范围有限。
2、外置式油底壳机油温控装置，将发动机油底壳浸入到水箱中，水箱中布置加热丝，通过控制水温来影响机油温度，此种控制装置为间接控制方式，响应慢且控制精度差。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种结构简单，可以对发动机机油温度精确控制且机油温度分布范围广，并且可以集成化，操作相对简单的外置式发动机用机油温控系统及测试控制方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种外置式发动机用机油温控系统，包括进油口、出油口和管路构成的外循环管路，及PLC控制器，在进油管路上设有作为动力源的变频泵，泵出的机油经热交换器与冷却液进行热量交换；连接至所述热交换器的冷却液经加热器或散热器调控至设定温度；在整个温控系统的出油口端设有连接至所述PLC控制器的压力传感器及温度传感器。
为使上述技术方案更加详尽和具体，本发明还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：
所述进油口布置连接在发动机油底壳上，所述出油口布置在发动机机滤后的主油道上。
所述PLC控制器上设有控制系统运作的开关按钮及设定机油压力的压力设置模块和设定机油温度的温度设置模块。
在冷却液循环管路上设有调控所述冷却液温度与所述温度设置模块设定温度偏差的PID比例阀。
所述外循环管路中还设有旁通管路，所述旁通管路上设有球阀。
在所述外循环管路中还设有控制监测所述机油液位的机油液位报警器。
所述的外置式发动机用机油温控系统的测试控制方法，包括如下步骤：
(1)、将发动机在试验台架布置完成，发动机机油添加到机油标尺上限位。
(2)、将集成的机油温控装置布置在台架上，将散热器的进、水水管连接到台架冷却循环管路中，冷却液储液罐中加满冷却液。
(3)、将机油温控的机油进油口管连接在发动机油底壳上的管接头上，机油温控出油口管连接到机油滤清器后主油道上。
(4)、通过开关按钮打开机油温控装置，将旁通管路球阀打开适当开度，通过压力设置模块和温度设置模块输入设定所需要的机油压力和温度。
(5)、起动发动机，热机完成后进入测试的工况，通过球阀PID比例阀分别调控机油压力和温度，和待机油压力和温度稳定后，进行数据测量。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过将机油引入外循环，通过热交换器以及闭环控制方式达到精确控制机油温度的目的，并且机油温控内含有变频油泵，通过压力传感器闭环控制，对所需的机油压力也可以精确控制。可精确控制机油温度外，还可以为机油循环提供动力源，可以满足发动机机油泵拆除后保持机油正常循环，在发动机测试领域可以广泛应用，可应用于发动机润滑系统功能开发测试，也可应用于发动机整机或各零部件摩擦功测试，也可以用在对机油温度有特殊要求的可靠性试验中。
附图说明
下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明液压式保压阀装配状态剖视图；
图中标记为：1、发动机机滤；2、发动机油底壳；3、机油液位报警器；4、变频泵；5、加热器；6、冷却液储液罐；7、散热器；8、PID比例阀；9、热交换器；10、温度设置模块；11、PLC控制器；12、压力设置模块；13、开关按钮；14、压力传感器；15、温度传感器；16、球阀。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明这种外置式发动机用机油温控系统，通过将发动机机体内机油循环引入到外循环，通过温控设备进行精确控制。采用该系统可实现对发动机机油温度进行精确的控制，如图1所示，本发明外置式发动机用机油温控系统包括进油口、出油口和管路构成的外循环管路，及PLC控制器11，在进油管路上设有作为动力源的变频泵4，将发动机内机油循环引入到外循环，泵出的机油经热交换器9与冷却液进行热量交换；PLC控制器11设定压力及温度信号，连接至热交换器9的冷却液经加热器5加热或散热器7冷却调控至设定温度，与机油进行热交换；在整个温控系统的出油口端设有连接至PLC控制器11的压力传感器14及温度传感器15。
本发明中，进油口布置连接在发动机油底壳2上，出油口布置在发动机机滤1后的主油道上。使用时将机油温控的机油进油口管连接在发动机油底壳上加工的管接头上，机油温控出油口通过法兰连接到机油滤清器后主油道上。这种进、出油位置的选择，可以避免油底壳内机油液面的起伏，防止在测试过程中曲轴搅机油的现象，从而可以提高在发动机摩擦功测试中的精度。
本发明外置式发动机用机油温控系统，其中PLC控制器11上设有控制系统运作的开关按钮13，设定机油压力的压力设置模块12和设定机油温度的温度设置模块10。使用时，通过在压力设置模块12的压力窗口和温度设置模块10的温度窗口中输入所需要的机油压力和温度。
冷却液装在冷却液储液罐6中，与加热器5和散热器7构成冷却液循环管路。为进一步控制温度调控精度，在冷却液循环管路上还设有调控冷却液温度与温度设置模块10设定温度偏差的PID比例阀8。通过比例阀线性控制，精确控制散热效果。
本发明中，外循环管路中还设有旁通管路，在旁通管路上设有球阀16，通过调节球阀16控制机油压力至设定值。
在外循环管路中还设有机油液位报警器3，以控制监测机油液位。
本发明外置式发动机用机油温控系统的测试控制方法，包括如下步骤：
(1)、将发动机在试验台架布置完成，发动机机油添加到机油标尺上限位。
(2)、将集成的机油温控装置布置在台架上，将散热器7的进、水水管连接到台架冷却循环管路中，冷却液储液罐6中加满冷却液。
(3)、将机油温控的机油进油口管连接在发动机油底壳上的管接头上，机油温控出油口管连接到机油滤清器后主油道上。
(4)、通过开关按钮13打开机油温控装置，将旁通管路球阀16打开适当开度，通过压力设置模块12和温度设置模块10输入设定所需要的机油压力和温度。
(5)、起动发动机，热机完成后进入测试的工况，通过球阀16PID比例阀8分别调控机油压力和温度，和待机油压力和温度稳定后，进行数据测量。
通过变频泵作为动力源，将发动机内机油循环引入到外循环，采用变频油泵，可以连续调整机油压力。通过加热器和散热器的加热和冷却作用，以及安装温度传感器和压力传感器进行闭环控制，从而达到精确控制机油温度的目的。加热器和散热器的介质采用专用的冷却液，通过加热和冷却可以将机油温度控制范围更加广泛。PID比例阀8线性控制，可根据设定温度，精确的控制加热散热效果，保证温控的精准性。
本发明可以对发动机机油温度精确控制且机油温度分布范围广，并且可以集成化，操作相对简单。机油温控装置的进油口布置在油底壳上，机油温控的出油口布置在发动机机油滤清器后的主油道上，这种进、出油位置的选择，可以避免油底壳内机油液面的起伏，防止在测试过程中曲轴搅机油的现象，从而可以提高在发动机摩擦功测试中的精度；另一方面由于机油温控装置已包含机油泵，还可以通过安装和拆除发动机机油泵的摩擦功来得到发动机机油泵的摩擦功数据。
更换工况前，需先更换温度及压力设定值，然后再更换发动机工况。
本发明外置式发动机用机油温控系统及测试控制方法，通过将机油引入外循环，通过热交换器以及闭环控制方式达到精确控制机油温度的目的，并且机油温控内含有变频油泵，通过压力传感器闭环控制，对所需的机油压力也可以精确控制。可精确控制机油温度外，还可以为机油循环提供动力源，可以满足发动机机油泵拆除后保持机油正常循环，在发动机测试领域可以广泛应用，可应用于发动机润滑系统功能开发测试，也可应用于发动机整机或各零部件摩擦功测试，也可以用在对机油温度有特殊要求的可靠性试验中。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，但是本发明并不受限于上述方式，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种外置式发动机用机油温控系统，其特征在于：包括进油口、出油口和管路构成的外循环管路，及PLC控制器(11)，在进油管路上设有作为动力源的变频泵(4)，泵出的机油经热交换器(9)与冷却液进行热量交换；连接至所述热交换器(9)的冷却液经加热器(5)或散热器(7)调控至设定温度；在整个温控系统的出油口端设有连接至所述PLC控制器(11)的压力传感器(14)及温度传感器(15)；所述进油口布置连接在发动机油底壳(2)上，所述出油口布置在发动机机滤(1)后的主油道上；所述PLC控制器(11)上设有控制系统运作的开关按钮(13)及设定机油压力的压力设置模块(12)和设定机油温度的温度设置模块(10)，通过在压力设置模块的压力窗口和温度设置模块的温度窗口中输入所需要的机油压力和温度；在冷却液循环管路上设有调控所述冷却液温度与所述温度设置模块(10)设定温度偏差的PID比例阀(8)；所述外循环管路中还设有旁通管路，所述旁通管路上设有球阀(16)，在所述外循环管路中还设有控制监测所述机油液位的机油液位报警器(3)。
2.按照权利要求1所述的外置式发动机用机油温控系统的测试控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、将发动机在试验台架布置完成，发动机机油添加到机油标尺上限位；
(2)、将集成的机油温控装置布置在台架上，将散热器(7)的进、水水管连接到台架冷却循环管路中，冷却液储液罐(6)中加满冷却液；
(3)、将机油温控的机油进油口管连接在发动机油底壳上的管接头上，机油温控出油口管连接到机油滤清器后主油道上；
(4)、通过开关按钮(13)打开机油温控装置，将旁通管路球阀(16)打开适当开度，通过压力设置模块(12)和温度设置模块(10)输入设定所需要的机油压力和温度；
(5)、起动发动机，热机完成后进入测试的工况，通过球阀(16)、PID比例阀(8)分别调控机油压力和温度，和待机油压力和温度稳定后，进行数据测量。
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