CN106932202A - 一种应用于发动机试验的温度控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于发动机试验的温度控制设备，对待测试发动机内的液体进行温度控制，包括热交换器、第一管道、第二管道、加热器以及中央控制器，第一管道的出口端与热交换器的入口端连通，入口端用于与待测试发动机的出口端连通；第二管道的入口端与热交换器的出口端连通，出口端用于与待测试发动机的入口端连通；加热器设置于第一管道上，用于对流经加热器的液体进行加热；热交换器用于对流经其的液体进行散热降温；中央控制器用于控制热交换器以及加热器的工作状态。本发明提供的设备在保证温度控制精度高的同时，使用成本较低的直通阀门替换成本较高的三通阀门，从而达到成本降低的目的。

Description

一种应用于发动机试验的温度控制设备

技术领域

本发明属于发动机测试领域，涉及一种应用于发动机试验的温度控制设备。

背景技术

汽车技术的发展很大程度上取决于试验技术的发展，国内外技术处于领先地位的汽车公司都拥有先进的测试技术和完整的试验设施。发动机测试技术是汽车测试技术的一个重要组成部分，也是最复杂的一个部分，其是汽车发动机生产线上必备的检测流程。

在发动机的常规性能试验中，涉及到的参数主要有发动机的功率、扭矩、转速、燃油消耗量和燃油消耗率、燃油温度、润滑油压力和温度、进气压力和温度、排气温度和压力、冷却水的进出口温度等。其中，在发动机测试过程中，往往需要利用温控设备对发动机的水温和油温进行控制。

现有技术中的一种温控设备，采用储能罐(冷罐与热罐)实现发动机水温和油温的急速升温或降温，但这种方法在温度控制上存在精度不高和稳定性差的缺点。

为此，业界常采用另一种控制发动机水温和油温的温控设备，如图1所示，利用进出热交换器10的冷却水作为冷却系统，发动机的冷却液或油等液体一部分流经热交换器10，另一部分流经加热器20，其中，流经热交换器10的液体在热交换器10中与冷却系统进行热交换散热，温度会明显降低，形成低温液体；流经加热器20的液体则由于未经热交换散热，温度较高，为高温液体，根据实际情况，高温液体还可以经加热器20进行加热，使得温度更高；高温液体和低温液体经过三通阀30后进行混合，通过控制三通阀30实现控制高温液体和低温液体的流量配比，使高温液体和低温液体按照一定比例进行混合，使得混合后的液体的温度达到设定要求，从而实现发动机水温和油温的控制。另一方面，该温控设备还设置了循环泵40，当发动机停止运转时，启动循环泵40，使发动机的冷却液或油继续在温控设备中进行循环，可以达到保持水温或油温恒定的目的。但该温控设备还是存在如下一些问题：

1、需要采用三通阀控制高温液体和低温液体的流量配比，一方面，三通阀较普通阀门成本高；另一方面，三通阀控制高温液体和低温液体的流量配比的精度低，导致最终发动机水温和油温的控制精度差；

2、当发动机停止运转时，该温控设备的循环泵40启动后，会导致发动机的冷却液或油进入发动机中推动发动机的油泵或水泵运转，对发动机造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于发动机试验的温度控制设备，旨在解决现有技术中温控设备采用三通阀成本高，且温度控制精度差的缺点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于发动机试验的温度控制设备，对待测试发动机内的液体进行温度控制，包括热交换器、第一管道、第二管道、加热器以及中央控制器，

所述第一管道的出口端与所述热交换器的入口端连通，所述第一管道的入口端用于与所述待测试发动机的出口端连通；

所述第二管道的入口端与所述热交换器的出口端连通，所述第二管道的出口端用于与所述待测试发动机的入口端连通；

所述加热器设置于所述第一管道上，用于对流经所述加热器的液体进行加热；

所述热交换器用于对流经其的液体进行散热降温；

所述中央控制器用于控制所述热交换器以及所述加热器的工作状态。

所述热交换器用于对流经其的液体进行散热降温；

所述中央控制器用于控制所述热交换器以及所述加热器的工作状态。

进一步的，所述热交换器包括冷却水进水管和冷却水排水管，所述冷却水进水管的出口端与所述热交换器的冷却水入口端连通，所述冷却水排水管的入口端与所述热交换器的冷却水出口端连通。

优选的，所述冷却水进水管上设有冷却水进水阀，所述中央控制器控制所述冷却水进水阀的开启比例。

进一步的，所述温度控制设备还包括循环驱动单元和第三管道；

所述第三管道的一端与所述第一管道的入口端连通，另一端与所述第二管道的出口端连通；

所述第三管道上设有第三阀门，所述中央控制器控制所述第三阀门的开启比例；

当所述待测试发动机停止工作时，所述循环驱动单元用于驱动管道内的液体在所述第一管道、所述热交换器、所述第二管道和所述第三管道内进行循环。

进一步的，在所述第一管道的入口端与所述待测试发动机的出口端之间设有出口阀门，在所述第二管道的出口端和所述待测试发动机的入口端之间设有入口阀门，

所述中央控制器控制所述出口阀门和所述入口阀门的开启比例。

可选的，所述循环驱动单元设置于所述第一管道或所述第二管道上。

进一步的，所述循环驱动单元包括循环泵和循环泵阀门，所述循环泵阀门与所述循环泵并联设置于所述第一管道或第二管道上，所述中央控制器控制所述循环泵和所述循环泵阀门的工作状态。

进一步的，所述循环泵与所述循环泵阀门为联锁控制，当所述待测试发动机停止工作时，所述循环泵工作，所述循环泵阀门关闭；当所述待测试发动机工作时，所述循环泵阀门开启，所述循环泵停止工作。

优选的，所述温度控制设备还包括膨胀罐，所述膨胀罐与所述第一管道或所述第二管道连通。

进一步的，所述温度控制设备还包括出口温度传感器和入口温度传感器，

所述出口温度传感器用于测定进入所述第一管道的入口端的液体的温度；

所述入口温度传感器用于测定从所述第二管道的出口端流回待测试发动机的液体的温度；

所述中央控制器接收所述出口温度传感器和入口温度传感器的数据。

优选的，所述待测试发动机内的液体为发动机冷却液或机油。

与现有技术相比，本发明提供的温度控制设备克服了现有技术中采用三通阀存在的成本较高的缺点，在保证温度控制精度的前提下成本大大降低。

附图说明

图1是现有技术中的一种温度控设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种应用于发动机试验的温度控制设备的结构示意图。

其中，1-第一管道；2-第二管道；3-第三管道；4-热交换器；5-待测试发动机；6-中央控制器；11-加热器；12-出口阀门；13-出口温度传感器；21-循环单元；22-入口阀门；23-入口温度传感器；24-膨胀罐；211-循环泵；212-循环泵阀门；31-第三阀门；41-冷却水进水管；42-冷却水排水管；43-冷却水进水阀。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种应用于发动机试验的温度控制设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明提供的一种应用于发动机试验的温度控制设备，对待测试发动机5内的液体进行温度控制，包括热交换器4、第一管道1、第二管道2、加热器11以及中央控制器6，

所述第一管道1的出口端与所述热交换器4的入口端连通，所述第一管道1的入口端用于与所述待测试发动机5的出口端连通；

所述第二管道2的入口端与所述热交换器4的出口端连通，所述第二管道2的出口端用于与所述待测试发动机5的入口端连通；

所述加热器11设置于所述第一管道1上，用于对流经所述加热器的液体进行加热；

所述热交换器4用于对流经其的液体进行散热降温；

所述中央控制器6用于控制所述热交换器4及所述加热器11的工作状态。当待测试发动机5的液体温度高于设定温度时，中央控制器6控制热交换器4工作，而加热器11不工作，此时，待测试发动机5的液体通过第一管道1进入热交换器4中散热，达到使所述液体降温的目的；当待测试发动机5的液体温度低于设定温度时，中央控制器6控制热交换器4停止工作，所述液体的温度会升高，当液体温度升高缓慢，与设定温度温差较大时，可以启动加热器11使其工作，此时，流经所述加热器11的液体温度会升高，使所述液体的温度升高至设定温度。

进一步的，所述热交换器4包括冷却水进水管41和冷却水排水管42，所述冷却水进水管41的出口端与所述热交换器4的冷却水入口端连通，所述冷却水排水管42的入口端与所述热交换器4的冷却水出口端连通。冷却水从所述冷却水进水管41流入所述热交换器4，从所述冷却水排水管42流出所述热交换器4。

作为上述实施例的改进，优选的，所述冷却水进水管41上设有冷却水进水阀43，所述中央控制器6控制所述冷却水进水阀43的开启比例。控制冷却水进水阀43的开启比例，可以控制热交换器4的冷却效率，当待测试发动机5流出的液体和流回待测发动机5的液体的温度比设定温度高时，中央控制器6控制冷却进水阀43开启，温差越大，冷却水进水阀43的开启比例也就越大，进入所述热交换器4的冷却水流量越大，使得所述液体在热交换器4中的散热越快，从而保证测试发动机5内的液体保持在设定温度内。

作为本发明的改进，所述温度控制设备还包括循环驱动单元21和第三管道3；

所述第三管道3的一端与所述第一管道1的入口端连通，另一端与所述第二管道2的出口端连通；

所述第三管道上3设有第三阀门31，所述中央控制器6控制所述第三阀门31的开启比例；

当所述待测试发动机停止工作时，所述循环驱动单元21用于驱动管道内的液体在所述第一管道1、所述热交换器4、所述第二管道2和所述第三管道3内进行循环。在本实施例中，设置了循环驱动单元21和第三管道3，使所述第一管道1、第二管道2、第三管道3组成了一个内循环，当待测试发动机5停止工作时，循环驱动单元21可以驱动所述液体在上述内循环中进行循环，从而保持在内循环中的液体的温度的恒定；而当待测试发动机5需要启动测试时，可以通过关闭循环驱动单元21和第三阀门3，使内循环中的液体与待测试发动机5组成外循环，而此时，所述液体的温度为设定的恒定温度，基本不需在进行加热操作，可以起到快速暖机的作用。而且，通过设置第三管道3，可以保证内循环只在第一管道1、第二管道2和第三管道3中进行，而不进入待测试发动机5中，可以有效的保护处在停止工作状态下的待测试发动机5。

进一步的，在所述第一管道1的入口端与所述待测试发动机5的出口端之间设有出口阀门12，在所述第二管道2的出口端和所述待测试发动机5的入口端之间设有入口阀门22，所述中央控制器6控制所述出口阀门12和所述入口阀门22的开启比例。设置出口阀门12和入口阀门22的目的，是为了防止当待测试发动机5停止工作后，内循环中的液体进入待测试发动机中。

可选的，所述循环驱动单元21设置于所述第一管道1或所述第二管道2上。

进一步的，所述循环驱动单元21包括循环泵211和循环泵阀门212，所述循环泵阀门212与所述循环泵211并联设置于所述第一管道1或第二管道2上，所述中央控制器6控制所述循环泵211和所述循环泵阀门212的工作状态。当待测试发动机5停止工作时，所述循环泵211作为内循环的动力输出装置。

优选的，所述循环泵211与所述循环泵阀门212为联锁控制，当所述待测试发动机5停止工作时，所述循环泵211工作，所述循环泵阀门212关闭，此时进入内循环阶段；当所述待测试发动机5工作时，所述循环泵阀门212开启，所述循环泵211停止工作，其中所述循环泵阀门212的开度为可调节。

优选的，所述温度控制设备还包括膨胀罐24，所述膨胀罐24与所述第一管道1或者第二管道2连通。设置膨胀罐24的目的在于：一方面，当温度升高导致液体体积膨胀时，所述膨胀罐24可以吸收多余的液体；另一方面，当温度降低导致液体体积收缩时，所述膨胀罐24可以补充液体至系统中。

进一步的，所述温度控制设备还包括出口温度传感器13和入口温度传感器23，

所述出口温度传感器13用于测定进入所述第一管道1入口的液体的温度；

所述入口温度传感器23用于测定从所述第二管道2出口流回待测试发动机5的液体的温度；

所述中央控制器6接收所述出口温度传感器13和入口温度传感器23的数据。

优选的，所述待测试发动机5内的液体为发动机冷却液或机油。本温控装置既可以用于发动机冷却液的温度控制，也可以用于发动机机油的温度控制。

本发明提供的温度控制设备的工作过程如下：

首先根据试验需求，将需要实现的温度曲线(t-s曲线)输入所述中央控制器6；

所述中央控制器6对温控设备的组件进行控制，当液体的目标设定温度大于待测试发动机5入口端和出口端的实测温度时，所述中央控制器6调整冷却水进水阀43的开启比例，使进入所述热交换器4中的冷却水流量变少，从而达到系统整体温度升高的目的，当升温效果不明显时，可以启动所述加热器11，使液体的温度上升更快；当液体的目标温度小于入口端和出口端的实测温度时，所述中央控制器6控制加热器11关闭，并调整冷却水进水阀43的开启比例，使进入所述热交换器4中的冷却水流量变大，从而达到系统整体温度降低。

另一方面，当所述待测试发动机5启动时，所述出口阀门12、所述入口阀门22、循环泵阀门212均处于开启状态，而第三阀门31处于关闭状态，循环泵211停止工作；当所述测试发动机5停止工作时，所述出口阀门12、所述入口阀门22、循环泵阀门212均处于关闭状态，而第三阀门31处于开启状态，循环泵211启动，此时，进入内循环，保证第一管道1、第二管道2和第三管道3内的液体的温度恒定。

本发明提供的温度控制设备采用普通阀门取代了现有技术中采用的三通阀，成本大大降低。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种应用于发动机测试的温度控制设备，对待测试发动机内的液体进行温度控制，其特征在于，包括热交换器、第一管道、第二管道、加热器以及中央控制器，

所述第一管道的出口端与所述热交换器的入口端连通，所述第一管道的入口端用于与所述待测试发动机的出口端连通；

所述第二管道的入口端与所述热交换器的出口端连通，所述第二管道的出口端用于与所述待测试发动机的入口端连通；

所述加热器设置于所述第一管道上，用于对流经所述加热器的液体进行加热；

所述热交换器用于对流经其的液体进行散热降温；

所述中央控制器用于控制所述热交换器以及所述加热器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，所述热交换器包括冷却水进水管和冷却水排水管，所述冷却水进水管的出口端与所述热交换器的冷却水入口端连通，所述冷却水排水管的入口端与所述热交换器的冷却水出口端连通。

3.根据权利要求2所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，所述冷却水进水管上设有冷却水进水阀，所述中央控制器控制所述冷却水进水阀的开启比例。

4.根据权利要求1所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，还包括循环驱动单元和第三管道；

所述第三管道的一端与所述第一管道的入口端连通，另一端与所述第二管道的出口端连通；

所述第三管道上设有第三阀门，所述中央控制器控制所述第三阀门的开启比例；

当所述待测试发动机停止工作时，所述循环驱动单元用于驱动管道内的液体在所述第一管道、所述热交换器、所述第二管道和所述第三管道内进行循环。

5.根据权利要求4所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，在所述第一管道的入口端与所述待测试发动机的出口端之间设有出口阀门，在所述第二管道的出口端和所述待测试发动机的入口端之间设有入口阀门，

所述中央控制器控制所述出口阀门和所述入口阀门的开启比例。

6.根据权利要求4所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，所述循环驱动单元设置于所述第一管道或所述第二管道上。

7.根据权利要求4所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，所述循环驱动单元包括循环泵和循环泵阀门，所述循环泵阀门与所述循环泵并联设置于所述第一管道或第二管道上，所述中央控制器控制所述循环泵和所述循环泵阀门的工作状态。

8.根据权利要求7所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，所述循环泵与所述循环泵阀门为联锁控制，当所述待测试发动机停止工作时，所述循环泵工作，所述循环泵阀门关闭；当所述待测试发动机工作时，所述循环泵阀门开启，所述循环泵停止工作。

9.根据权利要求1所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，还包括膨胀罐，所述膨胀罐与所述第一管道或所述第二管道连通。

10.根据权利要求1所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，还包括出口温度传感器和入口温度传感器，

所述出口温度传感器用于测定进入所述第一管道的入口端的液体的温度；

所述入口温度传感器用于测定从所述第二管道的出口端流回待测试发动机的液体的温度；

所述中央控制器接收所述出口温度传感器和入口温度传感器测定的数据。

11.根据权利要求1所述的一种应用于发动机测试的温度控制设备，其特征在于，所述待测试发动机内的液体为发动机冷却液或机油。