CN108168838A - 一种发动机冷却水套通畅性的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种发动机冷却水套通畅性的检测系统，包括：第一压力传感器、第二压力传感器、水箱、水泵、控制单元、阀门和流量计；控制单元控制水泵使冷却液从待测试冷却水套的进水口进入，从出水口流出后进入水箱再进入水泵形成循环回路；控制单元控制阀门调整进入待测试冷却水套的冷却液流量，根据流量计发送的当前冷却液流量值、第一压力传感器发送的进水口压力和第二压力传感器发送的出水口压力、以及预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表，判断当前冷却液流量值下待测试冷却水套是否通畅。快速灵活地对冷却水套内水流的通畅性进行判断，避免因零部件水套铸造问题导致发动机故障。

Description

一种发动机冷却水套通畅性的检测系统及方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，更具体的，涉及一种发动机冷却水套通畅性的检测系统及方法。

背景技术

在发动机某些受热的零部件(缸体、缸盖、水套排气管等)内部设有空腔，空腔内通有冷却水，通过水泵使冷却水流动起来从而带走一部分热量，用来降低受热零部件的温度，这些有冷却水流经的空腔称为冷却水套。

随着发动机功率密度的不断增加，发动机热负荷越来越高，作为发动机的主要冷却方式，冷却水套内冷却液的流动和换热状况直接影响冷却系统的工作效率，进而影响机体、缸盖、水套排气管等高热负荷件的使用寿命和可靠性。受制于铸造工艺性及铸造模型的复杂程度，零部件在铸造过程中经常会发生清砂不干净、铸造偏差等造成冷却水套流道堵塞的情况，导致水套内水流动性差甚至无冷却等问题，进而发生发动机热开裂、活塞拉缸等系列故障。

目前对冷却水套流动通畅性的检测方法主要有两种，一种是内窥镜检测，由内窥镜的影像反应是否存在清砂不干净、堵塞、严重铸造偏差等问题；另一种是对零部件抽样进行切割，切割完成后对各个部位的堵塞情况进行直接观察。

其中，内窥镜检测方法费时费力，且无明确评价标准，复杂零部件关键位置，如缸盖上下水套连接的梅花瓣区域等无法检测；而抽样切割观察法，样本数量少、破坏性强，且切割过程中切削液里的杂质会沉积到水腔内，无法与铸造砂分离。

可见，现有的冷却水套流动通畅性的检测方法均存在弊端。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发动机冷却水套通畅性的检测系统及方法，快速灵活地对冷却水套内水流的通畅性进行检测，避免因零部件水套铸造问题导致发动机故障。

为了实现上述发明目的，本发明提供的具体技术方案如下：

一种发动机冷却水套通畅性的检测系统，包括：第一压力传感器、第二压力传感器、水箱、水泵、控制单元、阀门和流量计；

所述控制单元控制所述水泵工作，使冷却液从待测试冷却水套的进水口进入，从出水口流出后进入所述水箱再进入所述水泵形成循环回路；

所述第一压力传感器与所述待测试冷却水套的进水口相连，所述第二压力传感器与所述待测试冷却水套的出水口相连，所述流量计设置在所述阀门与所述第一压力传感器之间；

所述控制单元，用于控制所述阀门的开度调整进入所述待测试冷却水套的冷却液流量，根据所述流量计发送的当前冷却液流量值、所述第一压力传感器发送的进水口压力和所述第二压力传感器发送的出水口压力、以及预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表，判断当前冷却液流量值下所述待测试冷却水套是否通畅。

优选的，所述控制单元用于根据所述第一压力传感器发送的进水口压力和所述第二压力传感器发送的出水口压力，计算当前冷却液流量值下的进出水压降值；从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套在当前冷却液流量值下的进出水压降区间；判断当前冷却液流量值下的进出水压降值是否在当前冷却液流量值下的进出水压降区间内，若是，判定所述待测试冷却水套通畅，若否，判定所述带测试冷却水套堵塞。

优选的，当所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表包括无堵塞状态下不同类型的待测试冷却水套在不同冷却液流量值下的进出水压降区间时，所述控制单元还用于获取所述待测试冷却水套的类型，并从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套的类型对应的在当前冷却液流量值下的进出水压降区间。

优选的，所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中进出水压降区间的上限值为所述待测试冷却水套铸造壁面的粗糙度为预设值时的进出水压降值，所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中进出水压降区间的下限值为不考虑所述待测试冷却水套铸造壁面粗糙度时的进出水压降值。

优选的，所述系统还包括电机；

所述电机用于在所述控制单元的控制下驱动所述水泵进行工作。

优选的，所述控制单元还用于当判定所述待测试冷却水套通畅时，控制所述电机使所述水泵停止工作。

优选的，所述系统还包括：

报警器，用于当所述控制单元判定所述待测试冷却水套堵塞时进行报警。

优选的，所述系统与所述待测试冷却水套进水口和出水口连接的管路为快速插接装置，管路的直径以及管口形状分别与所述待测试冷却水套进水口和出水口保持一致。

一种发动机冷却水套通畅性的检测方法，包括：

获取当前冷却液流量值、所述待测试冷却水套当前进水口压力和当前出水口压力；

根据所述待测试冷却水套当前进水口压力和当前出水口压力，计算当前冷却液流量值对应的进出口水压降值；

从预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套在当前冷却液流量值下的进出水压降区间；

判断当前冷却液流量值下的进出水压降值是否在当前冷却液流量值下的进出水压降区间内；

若是，判定所述待测试冷却水套通畅；

若否，判定所述带测试冷却水套堵塞。

优选的，当所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表包括无堵塞状态下不同类型的待测试冷却水套在不同冷却液流量值下的进出水压降区间时，所述从预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套在当前冷却液流量值下的进出水压降区间，包括：

获取所述待测试冷却水套的类型；

从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套的类型对应的在当前冷却液流量值下的进出水压降区间。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明提供的一种发动机冷却水套通畅性的检测系统及方法，包括：第一压力传感器、第二压力传感器、水箱、水泵、控制单元、阀门和流量计；所述控制单元控制所述水泵工作，使冷却液从待测试冷却水套的进水口进入，从出水口流出后进入所述水箱再进入所述水泵形成循环回路；控制单元通过调整阀门的开度控制流经待测试冷却水套的冷却液流量值，基于所述第一压力传感器发送的进水口压力和所述第二压力传感器发送的出水口压力、以及预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表，判断当前冷却液流量值下所述待测试冷却水套是否通畅。检测系统结构简单能够快速、灵活、准确地对冷却水套内水流的通畅性进行检测，无需对冷却水套进行破坏，特别适用于于使用前冷却水套的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种发动机冷却水套通畅性的检测系统结构示意图；

图2为本发明实施例公开的待测试冷却水套在不同冷却液流量值下实际检测到的冷却液进出水压降值与计算得到的试验数据的对比关系示意图；

图3为本发明实施例公开的一种发动机冷却水套通畅性的检测方法流程图；

图4为本发明实施例公开的另一种发动机冷却水套通畅性的检测方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本实施例公开的一种发动机冷却水套通畅性的检测系统的结构示意图，所述检测系统具体包括：

第一压力传感器101、第二压力传感器102、水箱103、水泵104、控制单元105、阀门106和流量计107；

所述控制单元105控制所述水泵104工作，使冷却液从待测试冷却水套的进水口进入，从出水口流出后进入所述水箱再进入所述水泵形成循环回路；

所述第一压力传感器101与所述待测试冷却水套的进水口相连，所述第二压力传感器102与所述待测试冷却水套的出水口相连，所述流量计107设置在所述阀门106与所述第一压力传感器101之间，用于测量当前冷却液流量值；

所述系统与所述待测试冷却水套进水口和出水口连接的管路为快速插接装置，为了防止在管路与进出水口间出现额外的压力损失，管路的直径以及管口形状分别与所述待测试冷却水套进水口和出水口保持一致。

所述控制单元105，用于控制所述阀门106的开度调整进入所述待测试冷却水套的冷却液流量，根据所述流量计107发送的当前冷却液流量值、所述第一压力传感器101发送的进水口压力和所述第二压力传感器102发送的出水口压力、以及预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表，判断当前冷却液流量值下所述待测试冷却水套是否通畅。

由于流体介质存在粘性，冷却液在冷却水套内流动会产生一定的压降，一般压降最大的地方会出现在结构狭小且流通截面积发生明显变化的部位，如上下水套连接梅花瓣、缸盖鼻梁区等。主要压降位置是决定水套内水流分配及冷却效果的关键区域，同时也是水套容易出现铸造缺陷的地方，一旦由于清砂不净、铸造偏差等出现流道堵塞现象，压降值将会有明显升高。本实施例通过CFD(英文全称：Computational Fluid Dynamics，)计算方法获取冷却水套在未堵塞状态时的进出水压降区间作为判断依据，同时通过检测系统获取冷却水套的实际进出水压降值，通过对比分析判断冷却水套的通畅性。

具体的，所述控制单元105用于根据所述第一压力传感器101发送的进水口压力和所述第二压力传感器102发送的出水口压力，计算当前冷却液流量值下的进出水压降值；从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套在当前冷却液流量值下的进出水压降区间；判断当前冷却液流量值下的进出水压降值是否在当前冷却液流量值下的进出水压降区间内，若是，判定所述待测试冷却水套通畅，若否，判定所述带测试冷却水套堵塞。

具体的，当前冷却液流量值下的进出水压降值为所述第一压力传感器101发送的进水口压力和所述第二压力传感器102发送的出水口压力的差值；

需要说明的是，所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中记录了待测试冷却水套在无堵塞状态时不同冷却液流量值下的进出水压降区间。

优选的，所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表包括无堵塞状态下不同类型的待测试冷却水套在不同冷却液流量值下的进出水压降区间，在此基础上，所述控制单元105还用于获取所述待测试冷却水套的类型，并从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套的类型对应的在当前冷却液流量值下的进出水压降区间。

为了使所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中记录的进出水压降区间更加准确，考虑待测试冷却水套铸造壁面的粗糙度对进出水压降值的影响。根据经验，在所述控制单元105中所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中写入由计算生成的考虑及不考虑粗糙度的数据，作为进出水压降区间的上下限。请参阅图2，图2为考虑粗糙度、不考虑粗糙度时计算得到的不同冷却液流量值下冷却液进出水压降值，以及由所述检测系统实际检测到的不同冷却液流量值下冷却液进出水压降值。可见，正常情况下，实际检测到的不同冷却液流量值下冷却液进出水压降值应该在考虑粗糙度、不考虑粗糙度时计算得到的不同冷却液流量值下冷却液进出水压降值区间内。

具体的，所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中进出水压降区间的上限值为所述待测试冷却水套铸造壁面的粗糙度为预设值时的进出水压降值，所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中进出水压降区间的下限值为不考虑所述待测试冷却水套铸造壁面粗糙度时的进出水压降值。

需要说明的是，所述预设值根据待测试冷却水套的类型进行设置。

所述检测系统还包括电机，所述电机用于在所述控制单元的控制下驱动所述水泵进行工作。所述控制单元还用于当判定所述待测试冷却水套通畅时，控制所述电机使所述水泵停止工作。即，在检测结束时控制电机使水泵停止工作，降低能耗，节约资源。

所述系统还包括：报警器，用于当所述控制单元判定所述待测试冷却水套堵塞时进行报警。提示工作人员待测试冷却水套存在堵塞，需要使用内窥镜或切割观察进一步确认发生堵塞的区域及原因。

本实施例公开的一种发动机冷却水套通畅性的检测系统，包括：第一压力传感器、第二压力传感器、水箱、水泵、控制单元、阀门和流量计；所述控制单元控制所述水泵工作，使冷却液从待测试冷却水套的进水口进入，从出水口流出后进入所述水箱再进入所述水泵形成循环回路；控制单元通过调整阀门的开度控制流经待测试冷却水套的冷却液流量值，基于所述第一压力传感器发送的进水口压力和所述第二压力传感器发送的出水口压力、以及预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表，判断当前冷却液流量值下所述待测试冷却水套是否通畅。检测系统结构简单能够快速、灵活、准确地对冷却水套内水流的通畅性进行检测，无需对冷却水套进行破坏，特别适用于于使用前冷却水套的检测。

基于上述实施例公开的一种发动机冷却水套通畅性的检测系统，请参阅图3，本实施例对应公开了一种发动机冷却水套通畅性的检测方法，具体包括以下步骤：

S201：获取当前冷却液流量值、所述待测试冷却水套当前进水口压力和当前出水口压力；

S202：根据所述待测试冷却水套当前进水口压力和当前出水口压力，计算当前冷却液流量值对应的进出口水压降值；

S203：从预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套在当前冷却液流量值下的进出水压降区间；

S204：判断当前冷却液流量值下的进出水压降值是否在当前冷却液流量值下的进出水压降区间内；若是，执行S205，若否，执行S206；

S205：判定所述待测试冷却水套通畅；

S206：判定所述带测试冷却水套堵塞。

请参阅图4，本实施例公开了另一种发动机冷却水套通畅性的检测方法，当所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表包括无堵塞状态下不同类型的待测试冷却水套在不同冷却液流量值下的进出水压降区间时，所述检测方法具体包括以下步骤：

S301：获取当前冷却液流量值、所述待测试冷却水套当前进水口压力和当前出水口压力；

S302：根据所述待测试冷却水套当前进水口压力和当前出水口压力，计算当前冷却液流量值对应的进出口水压降值；

S303：获取所述待测试冷却水套的类型；

S304：从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套的类型对应的在当前冷却液流量值下的进出水压降区间；

S305：判断当前冷却液流量值下的进出水压降值是否在当前冷却液流量值下的进出水压降区间内；若是，执行S306，若否，执行S307；

S306：判定所述待测试冷却水套通畅；

S307：判定所述带测试冷却水套堵塞。

本实施例公开的一种发动机冷却水套通畅性的检测方法，基于所述第一压力传感器发送的进水口压力和所述第二压力传感器发送的出水口压力、以及预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表，判断当前冷却液流量值下所述待测试冷却水套是否通畅。能够快速、灵活、准确地对冷却水套内水流的通畅性进行检测，无需对冷却水套进行破坏，特别适用于于使用前冷却水套的检测。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机冷却水套通畅性的检测系统，其特征在于，包括：第一压力传感器、第二压力传感器、水箱、水泵、控制单元、阀门和流量计；

所述控制单元控制所述水泵工作，使冷却液从待测试冷却水套的进水口进入，从出水口流出后进入所述水箱再进入所述水泵形成循环回路；

所述第一压力传感器与所述待测试冷却水套的进水口相连，所述第二压力传感器与所述待测试冷却水套的出水口相连，所述流量计设置在所述阀门与所述第一压力传感器之间；

所述控制单元，用于控制所述阀门的开度调整进入所述待测试冷却水套的冷却液流量，根据所述流量计发送的当前冷却液流量值、所述第一压力传感器发送的进水口压力和所述第二压力传感器发送的出水口压力、以及预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表，判断当前冷却液流量值下所述待测试冷却水套是否通畅。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元用于根据所述第一压力传感器发送的进水口压力和所述第二压力传感器发送的出水口压力，计算当前冷却液流量值下的进出水压降值；从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套在当前冷却液流量值下的进出水压降区间；判断当前冷却液流量值下的进出水压降值是否在当前冷却液流量值下的进出水压降区间内，若是，判定所述待测试冷却水套通畅，若否，判定所述带测试冷却水套堵塞。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表包括无堵塞状态下不同类型的待测试冷却水套在不同冷却液流量值下的进出水压降区间时，所述控制单元还用于获取所述待测试冷却水套的类型，并从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套的类型对应的在当前冷却液流量值下的进出水压降区间。

4.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中进出水压降区间的上限值为所述待测试冷却水套铸造壁面的粗糙度为预设值时的进出水压降值，所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中进出水压降区间的下限值为不考虑所述待测试冷却水套铸造壁面粗糙度时的进出水压降值。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电机；

所述电机用于在所述控制单元的控制下驱动所述水泵进行工作。

6.根据权利要求5所述的系统，特征在于，所述控制单元还用于当判定所述待测试冷却水套通畅时，控制所述电机使所述水泵停止工作。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

报警器，用于当所述控制单元判定所述待测试冷却水套堵塞时进行报警。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统与所述待测试冷却水套进水口和出水口连接的管路为快速插接装置，管路的直径以及管口形状分别与所述待测试冷却水套进水口和出水口保持一致。

9.一种发动机冷却水套通畅性的检测方法，其特征在于，包括：

获取当前冷却液流量值、所述待测试冷却水套当前进水口压力和当前出水口压力；

根据所述待测试冷却水套当前进水口压力和当前出水口压力，计算当前冷却液流量值对应的进出口水压降值；

从预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套在当前冷却液流量值下的进出水压降区间；

判断当前冷却液流量值下的进出水压降值是否在当前冷却液流量值下的进出水压降区间内；

若是，判定所述待测试冷却水套通畅；

若否，判定所述带测试冷却水套堵塞。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表包括无堵塞状态下不同类型的待测试冷却水套在不同冷却液流量值下的进出水压降区间时，所述从预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套在当前冷却液流量值下的进出水压降区间，包括：

获取所述待测试冷却水套的类型；

从所述预先存储的无堵塞状态冷却液进出水压降区间表中获取所述待测试冷却水套的类型对应的在当前冷却液流量值下的进出水压降区间。