CN110044630B - 一种rde标准模拟检测台架系统及其试验方法 - Google Patents

Abstract

一种RDE标准模拟检测台架系统，包括用于提供17摄氏度的冷却水循环系统，还包括超低温系统、机油温控系统、低温进气冷却控制系统、深度冲击控制系统；超低温系统作用是作为整个循环的冷源；机油温控系统的主要作用是对机油进行温控通过加热器和热交换器提供能达到试验标准的机油；低温进气冷却控制系统作用是进行低温送风，对发动机进气的温度进行控制，同时调控进气管的温度；深度冲击控制系统作用是进行冷却水的温度控制以向发动机供给符合测试条件的冷却水；能同时对燃油，机油，进气，冷却水这些指标进行设定调控，易于控制和改变相关参数，来达到进行多样化多标准实验的目的。

Description

一种RDE标准模拟检测台架系统及其试验方法

技术领域

本发明涉及一种RDE标准模拟检测台架系统，尤其是一种RDE标准模拟检测台架系统及其试验方法。

背景技术

随着国家发展以及环保工作的推进，如今机动车排放的标准越来越严格，轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)(GB18352.6—2016代替GB18352.5—2013)(国六a)预计将在2020年全面实行，将采用更加合理和复杂的RDE和WLTP测试，达标的难度大大增加。而RDE测试的环境也对发动机的测验提出了更高的要求。

目前市面上产品一般都不能够满足RDE测试标准的测试系统，尤其是在温控方面，在18年发生的“本田CRV机油门事件”(本田CRV的1.5T直喷发动机存在一个非常大的弊病,那就是它会直接把燃油喷到缸体内进行燃烧,但是为了配合国六的执行,中国已经开始推行水分较多的乙醇汽油,这也让本田CRV机油增多的问题在北方的冬季彻底暴露了出来。在天气太过寒冷的情况下,许多车主都有原地长时间热车的习惯,再加上冷车怠速,燃油燃烧并不充分,不充分燃烧的乙醇水分就会进入发动机内,从而导致机油增多这个问题更为严重。机油增多意味着汽油会串进曲轴箱,发动机机油会失去润滑作用,而钢套活塞环发动机内部也会因此而整体报废。)说明了在现有的温控标准下，很难进行符合RDE标准的发动机测试。

因此，面对更高要求的发动机测试标准，一方面需要汽车企业加大对减排技术的研发，另一方面相配套的检测试验系统是必不可少的，而市面上缺少能真正同时对燃油，机油，进气，冷却水进行模拟RDE标准的检测系统。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能同时对燃油，机油，进气，冷却水进行模拟RDE标准的检测台架系统。

本发明采用的技术方案是：一种RDE标准模拟检测台架系统，包括用于提供17摄氏度的冷却水循环系统，其特征在于：包括超低温系统、机油温控系统、低温进气冷却控制系统、深度冲击控制系统；

所述超低温系统包括与7度水进水管路L8和7度水回水管路L9相通的超低温冷却机组、水箱S1，水箱S2，循环泵E1、循环泵E2、循环泵E3、循环泵E4；超低温冷却机组的一端连接水箱S1，另一端连接水箱S2，循环泵E1安装于水箱S2和超低温冷却机组之间的管路上；超低温系统作用是作为整个循环的冷源；

所述机油温控系统包括与管路L2、L6均相通的热交换器F1，加热器J2，位于管路L2上的比例阀H1，位于管路L6上的循环泵E5；管路L2和管路L6与发动机机油管路相通；机油温控系统的主要作用是是通过机油温控循环对机油进行温控,通过加热器和热交换器提供能达到试验标准的机油；

所述低温进气冷却控制系统包括与7度水进水管路L8和7度水回水管路L9相通的热交换器F3、与管路L3、管路L7相通的热交换器F4、位于管路L3上的气动三通C1，热交换器F4通过管路L10与发动机进气管路相通；低温进气冷却控制系统作用是进行低温送风，对发动机进行进气温度调控，同时调控进气管的温度；

所述深度冲击控制系统包括与管路L1、管路L5相通的热交换器F2，在L1和L5管路上形成循环结构的气动阀A2、气动阀A 3、气动阀A 4、气动阀A 5、气动阀A 6、气动阀A 7，设置于L1和L5管路之间的加热器J1、球阀B1和水箱S3，位于管路L1上的比例阀H2和循环泵E6，L1和L5管路的一端与发动机相通，另一端与系统相通；深度冲击控制系统作用是进行冷却水的温控循环以向发动机供给符合测试条件的冷却水；

水箱S1通过装有循环泵E2的L1管路、循环泵E3的L2管路、循环泵E4的L3管路，分别与冷却水循环系统、机油温控系统、低温进气冷却控制系统相连接；水箱S2通过管路L5、管路L6、管路L7分别与冷却水循环系统、热交换器F1、热交换器F4相通；热交换器F5安装在管路L4和管路L6的交汇点上，管路L4为燃油输入管路。

进一步的，机油温控循环是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，通过循环泵E3经L2管路将冷却水泵入热交换器F1，再经由系统中的阀和加热器将冷却水调节至适宜温度，输入发动机，来调节机油温度至合适温度，再由循环泵E5经过L6管路使回水通过热交换器F1，燃油低温热交换器(这里同时为L4管路输入的燃油提供热交换使之达到所需的温度)，回到水箱S2，再分三路，一路经由循环泵E1，回到超低温冷水机组；一路经L5管路回回冷却水循环系统；一路经L7管路进入二级中冷循环。

进一步的，进气温度调控是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，通过循环泵E4经L3管路将冷却水泵入低温进气冷却控制单元，使循环水充分冷却，用于给气体降温，而另一路经L7管路，使中冷循环水经过发动机后不断循环。

进一步的，冷却水的温控循环作是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，通过循环泵E2，经过L1管路泵入深度冲击控制单元，途中经过热交换器F2，以及深度冲击控制系统中各类阀以及加热器的调节达到适宜的温度最终由循环泵E6泵入发动机，发动机回水在系统进行完热交换后经L5管路分两路，一路回到水箱S2进入二级中冷循环管路，一路回到系统进入17度回水管路，完成冷却水循环。

本发明的有益效果和特点是：

1、本产品不仅能完成一般情况下正常发动机检测实验，更能进行特殊环境，特殊标准下的一般系统难以实现的发动机检测实验，如发动机冷浸泡试验、台架模拟RDE整车运转试验、发动机冷机标定试验、以及特殊的发动机冷却试验等多项检测于一体；

2、本产品将发动机检测的多个项目集成于一个系统，能同时对燃油，机油，进气，冷却水这些指标进行设定调控，易于控制和改变相关参数，来达到进行多样化多标准实验的目的。。

附图说明

图1是本发明的较佳实施例的整体结构示意图；

图2是图1上部的局部结构示意图；

图3是图1下部的局部结构示意图；

图4是本发明的较佳实施例的的原理框图；

图5是RDE(-7℃)台架模拟试验的冷却水温控曲线；

图6是RDE(-7℃)台架模拟试验的进气歧管温控曲线；

图7是WLTC台架模拟试验的进气歧管温控曲线；

图中标号说明：

A1-A7：气动阀

B1-B3：球阀

C1：气动三通阀

E1-E6：循环泵

F1-F5：热交换器

H1-H2：比例阀

J1-J2：加热器

L1-19：主管路编号

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明：

实施例1：

请参考图1～图3，一种RDE标准模拟检测台架系统，包括用于提供17摄氏度的冷却水循环系统5，其特征在于：包括超低温系统1、机油温控系统2、低温进气冷却控制系统3、深度冲击控制系统4；

所述超低温系统1包括与7度水进水管路L8和7度水回水管路L9相通的超低温冷却机组、水箱S1，水箱S2，循环泵E1、循环泵E2、循环泵E3、循环泵E4；超低温冷却机组的一端连接水箱S1，另一端连接水箱S2，循环泵E1安装于水箱S2和超低温冷却机组之间的管路上；超低温系统1作用是作为整个循环的冷源；

所述机油温控系统2包括与管路L2、L6均相通的热交换器F1，加热器J2，位于管路L2上的比例阀H1，位于管路L6上的循环泵E5；管路L2和管路L6与发动机机油管路相通；机油温控系统2的主要作用是通过机油温控循环对机油进行温控,通过加热器和热交换器提供能达到试验标准的机油；

所述低温进气冷却控制系统3包括与7度水进水管路L8和7度水回水管路L9相通的热交换器F3、与管路L3、管路L7相通的热交换器F4、位于管路L3上的气动三通C1，热交换器F4通过管路L10与发动机进气管路相通；低温进气冷却控制系统3作用是进行低温送风，对发动机进行进气温度调控，同时调控进气管的温度；

所述深度冲击控制系统4包括与管路L1、管路L5相通的热交换器F2，在L1和L5管路上形成循环结构的气动阀A2、气动阀A 3、气动阀A 4、气动阀A 5、气动阀A 6、气动阀A 7，设置于L1和L5管路之间的加热器J1、球阀B1和水箱S3，位于管路L1上的比例阀H2和循环泵E6，L1和L5管路的一端与发动机相通，另一端与系统5相通；深度冲击控制系统4作用是进行冷却水的温控循环(冷却和加热)以向发动机供给符合测试条件的冷却水；

水箱S1通过装有循环泵E2的L1管路、循环泵E3的L2管路、循环泵E4的L3管路，分别与冷却水循环系统5、机油温控系统2、低温进气冷却控制系统3相连接；水箱S2通过管路L5、管路L6、管路L7分别与冷却水循环系统5、热交换器F1、热交换器F4相通；热交换器F5安装在管路L4和管路L6的交汇点上，管路L4为燃油输入管路。

机油温控循环是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，通过循环泵E3经L2管路将冷却水泵入热交换器F1，再经由系统中的阀和加热器将冷却水调节至适宜温度，输入发动机，来调节机油温度至合适温度，再由循环泵E5经过L6管路使回水通过热交换器F1，燃油低温热交换器(这里同时为L4管路输入的燃油提供热交换使之达到所需的温度)，回到水箱S2，再分三路，一路经由循环泵E1，回到超低温冷水机组；一路经L5管路回冷却水循环系统；一路经L7管路进入二级中冷循环。

进气温度调控是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，通过循环泵E4经L3管路将冷却水泵入低温进气冷却控制单元，使循环水充分冷却，用于给气体降温，而另一路经L7管路，使中冷循环水经过发动机后不断循环。

冷却水的温控循环是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，通过循环泵E2，经过L1管路泵入深度冲击控制单元，途中经过热交换器F2，以及深度冲击单元中各类阀以及加热器的调节达到适宜的温度最终由循环泵E6泵入发动机，发动机回水在系统进行完热交换后经L5管路分两路，一路下L5管路回到水箱S2进入二级中冷循环管路，一路上L5管路回到系统进入17度回水管路，完成冷却水循环。

请参考图4，本技术方案最低可以制造-25摄氏度的冷却环境，以往由于标准并未要求0下的实验环境，所以市面上的产品多针对0度以上的条件，而由于新的试验标准的推出，对试验温度有了新的要求，本产品顺应新的标准领先市场率先拓展0下的环境；

本技术方案试验举例：

1、浸泡试验：发动机停机阶段，远程设定冷却水温度、机油温度、燃油温度以及空滤前进气温度为-10℃，启动设备，1小时内各温控设备可将冷却水温度、燃油温度、机油温度以及空滤前进气温度控制到-10℃，误差为±1℃。

冷浸泡阶段，冷却水温度、机油温度、燃油温度、空滤前进气温度均可独立可控，可分别设定为-10℃，-7℃，0℃，10℃，20℃。

2、RDE/WLTC台架模拟试验

2.1 RDE(-7℃)台架模拟试验

在选定发动机上运转RDE试验工况，系统按照如图5所示的，冷却水温度曲线控制发动机冷却水温度，升温曲线一致，温升过程的控制精度为±2℃，冷却水稳定阶段的控制精度为±1℃。

此时，在整个RDE循环运转时间内，机油外循环切断，机油温度随冷却水温度自由升温。

同时，在整个RDE循环运转时间内，燃油温度控制为-10℃，误差±1℃；

另外，在整个RDE循环运转时间内，空滤前进气温度为-10℃，误差±1℃。且进气歧管温度控制曲线及控制误差如图6所示，即相对于平均进气歧管温度变化曲线，中冷后进气歧管温度的误差为±5℃。

2.2、WLTC台架试验

在选定发动机上运转WLTC试验工况，系统可按照如下曲线控制发动机冷却水温度，冷却水升温曲线一致，冷却水升温过程的控制精度为±2℃，冷却水稳定阶段的控制精度为±1℃。

此时，在整个WLTC循环运转时间内，机油外循环切断，机油温度随冷却水温度自由升温。

同时，在整个WLTC循环运转时间内，燃油温度控制为20℃，误差±1℃；

另外，在整个WLTC循环运转时间内，空滤前进气温度为20℃，误差±1℃。且进气歧管温度控制曲线及控制误差如图7所示，即相对于平均进气歧管温度变化曲线，试验前600s的进气歧管温度控制精度为±1℃，其后为±5℃。

3、发动机冷机稳态标定试验

发动机稳定运转过程中，冷却水温度、机油温度均可独立可控，可分别设定为-10℃，-7℃，0℃，10℃，20℃，30℃，40℃。

燃油温度独立可控，可分别设定为-10℃，-7℃，0℃，10℃，20℃。试验中，燃油温度测点距离高压油泵入口的管路长度小于0.3m，且燃油温度控制精度为±1℃。

同时，空滤前空气温度可设定为-10℃，-7℃，0℃，10℃，20℃。

且增压中冷下游的进气歧管温度独立可控，可分别设定为-10℃，-7℃，0℃，10℃，20℃，30℃，40℃。

性能验证试验中，将某2.0T GDI发动机运转到2000rpm全负荷，设定冷却水、机油、燃油、空气温度为-10℃，稳定运转，查看设备的温度控制精度以及稳定时间，要求冷却水、机油、燃油以及空气的温度控制精度±1℃，稳定时间大于2小时。

同理，相同工况下，设定冷却水、机油、燃油、空气温度为0℃，温度控制精度±1℃，温度稳定时间大于2小时。

4、发动机冷却试验

发动机水温加热到90℃后，停机，设备开启，1小时内可将冷却水温度、燃油温度、机油温度以及空气温度控制到-10℃，温度控制误差为±1℃。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种RDE标准模拟检测台架系统，包括用于提供17摄氏度的冷却水循环系统(5)，其特征在于：还包括超低温系统(1)、机油温控系统(2)、低温进气冷却控制系统(3)、深度冲击控制系统(4)；

所述超低温系统(1)包括与7度水进水管路L8和7度水回水管路L9相通的超低温冷却机组、水箱S1，水箱S2，循环泵E1、循环泵E2、循环泵E3、循环泵E4；超低温冷却机组的一端连接水箱S1，另一端连接水箱S2，循环泵E1安装于水箱S2和超低温冷却机组之间的管路上；超低温系统(1)作用是作为整个循环的冷源；

所述机油温控系统(2)包括与管路L2、L6均相通的热交换器F1，加热器J2，位于管路L2上的比例阀H1，位于管路L6上的循环泵E5；管路L2和管路L6与发动机机油管路相通；机油温控系统(2)的主要作用是通过机油温控循环对机油进行温控,通过加热器和热交换器提供能达到试验标准的机油；

所述低温进气冷却控制系统(3)包括与7度水进水管路L8和7度水回水管路L9相通的热交换器F3、与管路L3、管路L7相通的热交换器F4、位于管路L3上的气动三通C1，热交换器F4通过管路L10与发动机进气管路相通；低温进气冷却控制系统(3)作用是进行低温送风，对发动机进行进气温度调控，同时调控进气管的温度；

所述深度冲击控制系统(4)包括与管路L1、管路L5相通的热交换器F2，在L1和L5管路上形成循环结构的气动阀A2、气动阀A 3、气动阀A 4、气动阀A 5、气动阀A 6、气动阀A 7，设置于L1和L5管路之间的加热器 J1、球阀B1和水箱S3，位于管路L1上的比例阀H2和循环泵E6，L1和L5管路的一端与发动机相通，另一端与冷却水循环系统(5)相通；深度冲击控制系统(4)作用是进行冷却水的温控循环以向发动机供给符合测试条件的冷却水；

水箱S1通过装有循环泵E2的L1管路、循环泵E3的L2管路、循环泵E4的L3管路，分别与冷却水循环系统(5)、机油温控系统(2)、低温进气冷却控制系统(3)相连接；水箱S2通过管路L5、管路L6、管路L7分别与冷却水循环系统(5)、热交换器F1、热交换器F4相通；热交换器F5安装在管路L4和管路L6的交汇点上，管路L4为燃油输入管路。

2.根据权利要求1所述的RDE标准模拟检测台架系统的试验方法，其特征在于：机油温控循环是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，通过循环泵E3经L2管路将冷却水泵入热交换器F1，再经由机油温控系统中的阀和加热器将冷却水调节至适宜温度，输入发动机，来调节机油温度至合适温度，再由循环泵E5经过L6管路使回水通过热交换器F1，热交换器F5，回到水箱S2，再分三路，一路经由循环泵E1，回到超低温冷水机组；一路经L5管路回冷却水循环系统；一路经L7管路进入二级中冷循环。

3.根据权利要求1所述的RDE标准模拟检测台架系统的试验方法，其特征在于：进气温度调控是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，一路通过循环泵E4经L3管路将冷却水泵入低温进气冷却控制系统，使循环水充分冷却，用于给气体降温，而另一路经L7管路，使中冷循环水经过发动机后不断循环。

4.根据权利要求1所述的RDE标准模拟检测台架系统的试验方法，其特征在于：冷却水的温控循环是通过超低温冷水机组提供低温冷却水，通过循环泵E2，经过L1管路泵入深度冲击控制系统(4)，途中经过热交换器F2，以及深度冲击控制系统(4)中各类阀以及加热器的调节达到预定的温度最终由循环泵E6泵入发动机，发动机回水在深度冲击控制系统进行完热交换后经L5管路分两路，一路回到水箱S2进入二级中冷循环管路，一路回到冷却水循环系统进入17度回水管路，完成冷却水温控循环。

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