CN107631891A - 增压发动机冷却系统功能的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增压发动机冷却系统功能的测试方法，包括系统流量测试、系统阻力测试、油冷器支路测试、增压器支路测试、暖风支路测试、散热器支路测试、缸盖支路测试和缸体支路测试，本发明的优点是：在发动机系统试验中提出的测试方法，可有效地对发动机冷却系统及零件功能进行评价，对系统中存在的设计缺陷，提供改进的方向；同时根据试验结果修正计算模型，提升冷却系统计算分析的准确性。

Description

增压发动机冷却系统功能的测试方法

技术领域

本发明属于汽车发动机冷却系统，具体涉及增压发动机冷却系统功能的测试方法。

背景技术

目前在汽车制造、内燃机等机械行业中，涡轮增压技术在汽油机上的应用是近年来被广泛采用的强化手段之一。由此也带来了发动机热负荷的增加，在内燃机开发时，一方面对发动机零部件的强度提出了更高的要求，同时对发动机冷却系统的设计也提出了更高的要求，以此来降低发动机性能提升给零件带来热负荷的增加。在发动机开发阶段，冷却系统功能验证相对较为困难。本发明针对这种情况，运用试验方法对冷却系统的功能进行测试评估，同时将测试结果与计算结果对比，为修正计算模型提供有效的依据。

发明内容

本发明的目的是通过试验方法来测试冷却系统的功能和特征，检测不同位置的冷却液压力，不同位置的冷却液温度，不同功能件的冷却液流量，确保发动机在所有工况下冷却系统可以满足使用要求。同时将测试结果与计算结果进行比较，修正计算模型，提升冷却系统计算分析的准确性。

为达到上述目的，本发明的原理与技术方案是：一种增压发动机冷却系统功能的测试方法，包括发动机台架试验，在冷却系统内布置多个温度传感器、压力传感器、流量传感器，来测试冷却系统功能的方法，其技术要点是：包括有如下步骤：

步骤1）试验设备准备：电力测功机台架、发动机、热电偶传感器、热电阻传感器、压力传感器、流量传感器若干，连接胶管若干；

步骤2）试验工况确定：发动机从低怠速开始，以步长200rpm增加到额定转速，每个转速在全负荷点进行数据采集，出水冷却液温度控制在100℃；

步骤3）系统流量测试：将流量传感器布置在发动机相关水路中，如机油冷却器支路流量传感器Q1﹑增压器支路流量传感器Q2﹑暖风支路流量传感器Q3﹑散热器支路流量传感器Q4，读取流量传感器示数可得出各功能件通过流量，同时可计算出系统总流量：（Q1+Q2+Q3+Q4）L/Min（表1），将实测值与目标值对比，评估冷却液流量是否满足发动机冷却需求；

步骤4）系统阻力测试：整个系统中，水泵是唯一的压力源，在泵前布置进水压力传感器P1，在泵后布置出水压力传感器P2，计算出水压力P2与进水压力P1的压力差值，即为系统的阻力，将计算值与目标值对比，评估冷却系统结构设计是否合理；

步骤5）油冷器支路测试：在油冷器前布置进水压力传感器P3，进水温度传感器T2，在油冷器后布置出水压力传感器P4，出水温度传感器T3，根据测试数据可以算出油冷器的压力损失及温差，结合油冷器流量Q1,可以计算油冷器支路冷却液的换热量，同时结合机油温度对油冷器的设计进行评估；

步骤6）增压器支路测试：在增压器前增加传感器-进水压力P6，传感器-进水温度T6，在增压器后增加传感器-出水压力P7，传感器-出水温度T7，根据测试数据可以得出增压器的压力损失及温差，结合增压器流量Q2,可以计算出增压器支路冷却液带来的换热量，结合目标值评估增压器冷却是否满足使用要求；

步骤7）暖风支路测试：在暖风芯体前增加传感器-进水压力P8，传感器-进水温度T8，在暖风芯体后增加传感器-出水压力P9，传感器-出水温度T9，根据测试数据可以得出暖风的压力损失及温差，结合暖风流量Q3,可以计算出暖风支路冷却液带来的换热量，结合目标值评估是否满足暖风使用需求；

步骤8）散热器支路测试：在散热器前增加传感器-进水压力P10，传感器-进水温度T10，在散热器后增加传感器-出水压力P11，传感器-出水温度T11，根据测试数据可以得出散热器的压力损失及温差，结合散热器流量Q4,可以计算出散热器支路的换热量，即发动机大循环支路的换热量，结合目标值评估散热器是否满足使用要求；

步骤9）缸盖支路测试：在泵后增加传感器-出水温度T1，在缸盖后端增加传感器-缸盖出水温度T4，根据测得的缸盖流量（Q2+Q3+Q5）L/Min，可计算缸盖通过冷却液带走的换热量，同时结合发动机温度场试验，对缸盖的冷却进行综合评估；

步骤10）缸体支路测试：在泵后增加传感器-出水温度T1，在缸体后端增加传感器-缸体出水温度T5，根据测得的缸体流量（Q4-Q5）L/Min，可计算缸体通过冷却液带走的换热量，同时结合发动机温度场试验，对缸体的冷却进行综合评估。

步骤11）根据以上测试数据，对发动机冷却系统的功能与特性进行整体评估。

本发明的特点及产生的有益效果：本发明在发动机系统试验中提出的测试方法，可有效地对发动机冷却系统及零件功能进行评价，对系统中存在的设计缺陷，提供改进的方向；同时根据试验结果修正计算模型，提升冷却系统计算分析的准确性。

附图说明

图1冷却系统温度、压力及流量计传感器布置示意图；

图2为冷却系统流量计传感器布置说明图；

图3为冷却系统压力传感器布置说明图；

图4为冷却系统温度传感器布置说明图。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明涉及一种增压发动机冷却系统功能的测试方法，包括发动机台架试验，在冷却系统内布置多个温度传感器、压力传感器、流量传感器，来测试冷却系统功能的方法，包括有如下步骤：

步骤1）试验设备准备：电力测功机台架、发动机、热电偶传感器、热电阻传感器、压力传感器、流量传感器若干，连接胶管若干；

步骤2）试验工况确定：发动机从低怠速开始，以步长200rpm增加到额定转速，每个转速在全负荷点进行数据采集，出水冷却液温度控制在100℃；

步骤3）系统流量测试：将流量传感器布置在发动机相关水路中，如机油冷却器支路流量传感器Q1﹑增压器支路流量传感器Q2﹑暖风支路流量传感器Q3﹑散热器支路流量传感器Q4（图1），读取流量传感器示数可得出各功能件通过流量，同时可计算出系统总流量：（Q1+Q2+Q3+Q4）L/Min（图2），将实测值与目标值对比，评估冷却液流量是否满足发动机冷却需求；

步骤4）系统阻力测试：整个系统中，水泵是唯一的压力源，在泵前布置进水压力传感器P1，在泵后布置出水压力传感器P2（图1、图2），计算出水压力P2与进水压力P1的压力差值，即为系统的阻力，将计算值与目标值对比，评估冷却系统结构设计是否合理；

步骤5）油冷器支路测试：在油冷器前布置进水压力传感器P3，进水温度传感器T2，在油冷器后布置出水压力传感器P4，出水温度传感器T3（图1、图2、图3），根据测试数据可以算出油冷器的压力损失及温差，结合油冷器流量Q1（图2）,可以计算油冷器支路冷却液的换热量，同时结合机油温度对油冷器的设计进行评估；

步骤6）增压器支路测试：在增压器前增加传感器-进水压力P6，传感器-进水温度T6，在增压器后增加传感器-出水压力P7，传感器-出水温度T7（图1、图2、图3），根据测试数据可以得出增压器的压力损失及温差，结合增压器流量Q2（图2）,可以计算出增压器支路冷却液带来的换热量，结合目标值评估增压器冷却是否满足使用要求；

步骤7）暖风支路测试：在暖风芯体前增加传感器-进水压力P8，传感器-进水温度T8，在暖风芯体后增加传感器-出水压力P9，传感器-出水温度T9（图1、图2、图3），根据测试数据可以得出暖风的压力损失及温差，结合暖风流量Q3（图2）,可以计算出暖风支路冷却液带来的换热量，结合目标值评估是否满足暖风使用需求；

步骤8）散热器支路测试：在散热器前增加传感器-进水压力P10，传感器-进水温度T10，在散热器后增加传感器-出水压力P11，传感器-出水温度T11（图1、图2、图3），根据测试数据可以得出散热器的压力损失及温差，结合散热器流量Q4（图2）,可以计算出散热器支路的换热量，即发动机大循环支路的换热量，结合目标值评估散热器是否满足使用要求；

步骤9）缸盖支路测试：在泵后增加传感器-出水温度T1，在缸盖后端增加传感器-缸盖出水温度T4（图1、图4），根据测得的缸盖流量（Q2+Q3+Q5）L/Min（图2），可计算缸盖通过冷却液带走的换热量，同时结合发动机温度场试验，对缸盖的冷却进行综合评估；

步骤10）缸体支路测试：在泵后增加传感器-出水温度T1，在缸体后端增加传感器-缸体出水温度T5（图1、图4），根据测得的缸体流量（Q4-Q5）L/Min（图2），可计算缸体通过冷却液带走的换热量，同时结合发动机温度场试验，对缸体的冷却进行综合评估;

步骤11）根据以上测试数据，对发动机冷却系统的功能与特性进行整体评估。

Claims (1)

1.一种增压发动机冷却系统功能的测试方法，包括发动机台架试验，在冷却系统内布置多个温度传感器、压力传感器、流量传感器，来测试冷却系统功能的方法，其技术要点是：包括有如下步骤：

步骤1）试验设备准备：电力测功机台架、发动机、热电偶传感器、热电阻传感器、压力传感器、流量传感器若干，连接胶管若干；

步骤2）试验工况确定：发动机从低怠速开始，以步长200rpm增加到额定转速，每个转速在全负荷点进行数据采集，出水冷却液温度控制在100℃；

步骤3）系统流量测试：将流量传感器布置在发动机相关水路中，如机油冷却器支路流量传感器Q1﹑增压器支路流量传感器Q2﹑暖风支路流量传感器Q3﹑散热器支路流量传感器Q4，读取流量传感器示数可得出各功能件通过流量，同时可计算出系统总流量：（Q1+Q2+Q3+Q4）L/Min，将实测值与目标值对比，评估冷却液流量是否满足发动机冷却需求；

步骤4）系统阻力测试：整个系统中，水泵是唯一的压力源，在泵前布置进水压力传感器P1，在泵后布置出水压力传感器P2，计算出水压力P2与进水压力P1的压力差值，即为系统的阻力，将计算值与目标值对比，评估冷却系统结构设计是否合理；

步骤5）油冷器支路测试：在油冷器前布置进水压力传感器P3，进水温度传感器T2，在油冷器后布置出水压力传感器P4，出水温度传感器T3，根据测试数据可以算出油冷器的压力损失及温差，结合油冷器流量Q1,可以计算油冷器支路冷却液的换热量，同时结合机油温度对油冷器的设计进行评估；

步骤6）增压器支路测试：在增压器前增加传感器-进水压力P6，传感器-进水温度T6，在增压器后增加传感器-出水压力P7，传感器-出水温度T7，根据测试数据可以得出增压器的压力损失及温差，结合增压器流量Q2,可以计算出增压器支路冷却液带来的换热量，结合目标值评估增压器冷却是否满足使用要求；

步骤7）暖风支路测试：在暖风芯体前增加传感器-进水压力P8，传感器-进水温度T8，在暖风芯体后增加传感器-出水压力P9，传感器-出水温度T9，根据测试数据可以得出暖风的压力损失及温差，结合暖风流量Q3,可以计算出暖风支路冷却液带来的换热量，结合目标值评估是否满足暖风使用需求；

步骤8）散热器支路测试：在散热器前增加传感器-进水压力P10，传感器-进水温度T10，在散热器后增加传感器-出水压力P11，传感器-出水温度T11，根据测试数据可以得出散热器的压力损失及温差，结合散热器流量Q4,可以计算出散热器支路的换热量，即发动机大循环支路的换热量，结合目标值评估散热器是否满足使用要求；

步骤9）缸盖支路测试：在泵后增加传感器-出水温度T1，在缸盖后端增加传感器-缸盖出水温度T4，根据测得的缸盖流量（Q2+Q3+Q5）L/Min，可计算缸盖通过冷却液带走的换热量，同时结合发动机温度场试验，对缸盖的冷却进行综合评估；

步骤10）缸体支路测试：在泵后增加传感器-出水温度T1，在缸体后端增加传感器-缸体出水温度T5，根据测得的缸体流量（Q4-Q5）L/Min，可计算缸体通过冷却液带走的换热量，同时结合发动机温度场试验，对缸体的冷却进行综合评估；

步骤11）根据以上测试数据，对发动机冷却系统的功能与特性进行整体评估。