CN111579181B - 冷却系统的加注测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却系统的加注测试系统及方法，属于整车在线测试领域。该测试系统可检测出冷却系统所有管路的真空度和压力值，以得到冷却系统气密检测参数及冷却液加注时抽真空参数和加注参数。为新车加注工艺验证提供可靠的数据支撑，新车量产后可采用准确参数进行加注，避免新车量产后采用量产车反复验证加注参数，提高整车品质。此外，在量产阶段中，还可辅助对装配异常和零部件缺陷进行诊断，快速查找出冷却系统密封不良部位，评价不同加注设备的抽真空能力和加注能力。

Description

冷却系统的加注测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种测试系统及采用该测试系统进行具体测试的方法，属于汽车冷却系统测试领域，具体的涉及一种冷却系统的加注测试系统及方法。

背景技术

冷却液是汽车冷却系统中主要介质，汽车的冷却液加注一般采用真空压力加注方式，真空度及加注压力成为加注过程中的关键控制参数。然而，由于冷却系统中存在多处软硬管连接，软管在抽真空及加注过程中受抽真空速率及真空度变化影响，其变形量较大，且其变形后无法目视查看，加注设备仅能反映冷却液壶口处真空度及压力，与软硬管连接处较远，无法真实反映软硬管连接处真空度及压力值，造成在工艺流程及参数设定中存在偏差且耗费成本高，在量产中无法整车冷却系统加注质量的一致性。

现有技术中，无可检测出冷却系统管路连接处真空度、加注压力的装置及方法，相关中国发明专利CN104390785A中公开的一种纯电动汽车冷却系统试验台，该试验台包括散热器及电子风扇总成、传感部、控制阀部、水箱、电子水泵和散热组件，建立车辆冷却系统，温度传感器、压力传感器和流量传感器实时输出冷却系统各位置的温度、压力和系统冷却液流量，然后通过试验台配备的采集数据处理设备对采集到的数据进行处理。该试验台用于模拟冷却系统实际工作过程从而对冷却系统各零件的散热特性、系统流阻及水泵的特性进行掌握和研究。该专利仅针对冷却系统开发设计过程参数进行设计验证，但是无法对冷却系统冷却液工艺加注过程参数进行量产前验证，且工艺加注过程参数获取方法及原理均不同。

中国发明专利申请(申请公布号：CN110220655A，申请公布日：2019-09-10)公开了一种用于制动系统全管路的真空与压力测试台架，该装置包括架体、采集装置和传输设备，所述架体上设有制动液壶、助力装置及管路系统，所述管路系统设于所述架体上，所述制动液壶通过所述助力装置与所述管路系统连通，所述采集装置设于所述管路系统上，并用于采集所述管路系统至少两点的真空度及压力值，且所述两点中的一点为所述管路系统远离所述助力装置的一端，所述传输设备用于接收采集到的所述真空度及压力值并进行传输。本发明提供的真空与压力测试台架，可检测出加注过程中制动系统所有管路的真空度和压力值，以得到准确的抽真空时间和合理的真空检漏参数，同时为后续的量产提供检测和评价依据。该专利采用真空传感器及压力传感器采集系统末端真空度用于制动系统加注工艺参数设定参考，其参数的获取原理与冷却系统加注工艺参数较复杂。测试方法和判断标准也都不相同。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种冷却系统的加注测试系统及方法，该测试系统可以检测出冷却系统所有管路的真空度数值和压力值，以得到冷却系统冷却液加注时准确的正压气密检测参数、抽真空时间和合理的真空检漏参数及加注参数。

为实现上述目的，本发明公开了一种冷却系统的加注测试系统，所述加注测试系统位于测试架上，其特征在于，所述加注测试系统包括由冷却液储存罐、换热器、液压泵和动力电池组成的循环线路，还包括位于冷却液储存罐与换热器之间的冷却液出液管和位于冷却液储存罐与动力电池之间的冷却液进液管，以及换热器与液压泵之间的第一动力电池进液管，液压泵与动力电池之间的第二动力电池进液管，和动力电池与冷却液进液管之间的动力电池出液管；

所述冷却液储存罐与加注设备之间设有第一信号采集装置，所述冷却液出液管的进液端、出液端分别设有第二信号采集装置、第三信号采集装置，所述冷却液进液管的出液端连接第四信号采集装置，所述第一动力电池进液管的进液端、出液端分别设有第五信号采集装置、第六信号采集装置，所述第二动力电池进液管的进液端、出液端分别连接第七信号采集装置、第八信号采集装置，所述动力电池出液管的进液端连接第九信号采集装置，所述动力电池出液管与冷却液进液管相连接的管路上设有第十信号采集装置；

各信号采集装置将检测得到的真空度和/或压力值信息传输给数据处理系统。

进一步地，各所述信号采集装置包括与各管路相连的四通阀，及与各所述四通阀相连接的真空传感器和压力传感器。

此外，本发明公开了一种上述系统的测试方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)加注前，将冷却液正压气密检测设备与冷却液储存罐通过第一信号采集装置的四通阀连接，进行正压气密性检测用于测试各管路是否存在大漏；具体的包括设定正压气密检测压力值及检测时间，所述正压气密检测压力值为采取设定不同的交变压力检测值进行检测得到；

2)进行第一次抽真空，真空检漏及进行第二次抽真空，进而确定合理的抽真空工艺参数；

3)加注，先大压力加注，再小压力加注至冷却液储存罐满后，加注设备对冷却液进行回吸确保液面处于max线与min线之间；测量n个冷却系统加注时的加注压力、压力转换时间、加注时间及回吸时间。

进一步的，步骤1)中，所述交变压力检测值的检测过程为：

设定n组不同的交变压力测试数值，每组交变压力测试数值分别针对n组冷却系统进行测试，测试时先进行两个循环交变压力测试，然后进行3～7s保压测试，再进行3～7s检漏测试，读取冷却液储存罐处泄露量即为系统泄漏量，绘制冷却液储存罐处压力与时间关系曲线，读取检漏时间内压力值变化量；计算每组测试系统在相同交变压力值测试时冷却液储存罐处读取的压力变化量的平均值，进行正态分布，即可得到最佳交变压力测试数值。

进一步的，步骤2)中，所述第一次抽真空过程为：组装好n个冷却系统，对每个所述冷却系统进行抽真空测试，读取整个测试过程中冷却液储存罐的第一信号采集装置采集到的真空度数值，并得出真空度数值与检测时间之间的关系曲线；取每个关系曲线拐点处的真空度数值作为第一次真空度数值的数据样本，进行正态分布，得出第一次真空度数值，同时，取每个关系曲线拐点处的真空度数值所对应的时间作为第一次真空度数值时间的数据样本，进行正态分布，得出第一次真空度数值。

进一步的，步骤2)中，所述真空检漏过程为：对每个冷却系统进行泄露测试，断开真空泵，测量所述冷却系统在8～12s内的真空检漏时间与真空度数值之间变化值，得出真空度数值与时间关系曲线，取每个关系曲线拐点处的真空度数值作为检漏真空度数值数据样本，进行正态分布，得出真空检漏时间。

进一步的，步骤2)中，所述第二次抽真空过程为：同第一次抽真空过程一样，得出真空度数值与检测时间之间的关系曲线，分析对比每段管路两端真空度数值与时间关系曲线，当得到的两个曲线真空度数值差异出现突变时，则表示管路出现变形，取最快发生真空度数值突变的时间为第二次真空时间，此时冷却液储存罐的第一信号采集装置采集到的真空度数值为第二次真空度数值，重复测试n个冷却系统，将得到的每组第二次真空时间、第二次真空度数值进行正态分布，得到第二次真空时间及第二次真空度数值。

进一步的，步骤3)中，采用3～5bar压力进行加注，观察各管路接头处管路连接情况，管路接头脱开时，读取此时加注设备的加注时间，设定为采用3～5bar压力加注的加注时间为压力转换时间，然后再采用冷却系统能承受的最大压力进行加注，直至加注壶加满，此时的时间为冷却系统加注时间，重复测试n个冷却系统，进行正态分布，得出冷却系统加注时间。

进一步的，所述步骤3)中，所述回吸时间的设定需根据n组数据中，每n/6组设定一个回吸时间，观察冷却液液面高度，冷却液储存罐中冷却液液面最接近max线与min线3/4处，为加注设备需设定的回吸时间。

进一步的，所述n为不为零且是6的倍数的正整数，优选的，所述n为30、60、90等。

本发明的有益效果如下：

1、本发明设计的测试系统可以检测出冷却系统所有管路的真空度数值和压力值，以得到冷却系统冷却液加注时准确的正压气密检测参数、抽真空时间和合理的真空检漏参数及加注参数。

2、本发明设计的测试方法可以为前期加注工艺验证提供可靠的数据支撑，避免了重复检测，节约了参数修正时间，并在量产阶段中，可辅助对装配异常和零部件缺陷进行诊断，快速查找出冷却系统密封不良部位，评价不同加注设备的抽真空能力和加注能力，针对不同设备，设定不同的加注参数，评价零部件的密封性。

附图说明

图1为本发明设计的测试系统位置关系结构示意图；

图2为图1中信号采集装置的连接关系结构示意图；

图3为正压气密检测示意图；

图4为一次真空值正态分布图。

其中，上述附图中各部件编号如下：

冷却液储存罐1、第二信号采集装置2、冷却液出液管3(进液端3.1、出液端3.2)、第三信号采集装置4、换热器5、第五信号采集装置6、第一动力电池进液管7(进液端7.1、出液端7.2)、第六信号采集装置8、液压泵9、第七信号采集装置10、第八信号采集装置11、动力电池12、第九信号采集装置13、动力电池出液管14(进液端14.1)、第十信号采集装置15、冷却液进液管16(出液端16.1)、第四信号采集装置17、第一信号采集装置18、第二动力电池进液管19(进液端19.1、出液端19.2)、四通阀20、真空传感器21、压力传感器22、数据采集卡23、USB线束24、计算机终端25。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种冷却系统的加注测试系统，所述加注测试系统位于测试架上，同时冷却系统也置于测试架上，说明书附图未体现测试架，但其确实存在。

所述加注测试系统包括由冷却液储存罐1、换热器5、液压泵9和电源12组成的循环线路，还包括位于冷却液储存罐1与换热器5之间的冷却液出液管3和位于冷却液储存罐1与动力电池12之间的冷却液进液管16，以及换热器5与液压泵9之间的第一动力电池进液管7，液压泵9与动力电池12之间的第二动力电池进液管19，和动力电池12与冷却液进液管16之间的动力电池出液管14；

所述冷却液储存罐1与加注设备之间设有第一信号采集装置18，所述冷却液出液管3的进液端3.1、出液端3.2分别设有第二信号采集装置2、第三信号采集装置4，所述冷却液进液管16的出液端16.1连接第四信号采集装置17，所述第一动力电池进液管7的进液端7.1、出液端7.2分别设有第五信号采集装置6、第六信号采集装置8，所述第二动力电池进液管19的进液端19.1、出液端19.2分别连接第七信号采集装置10、第八信号采集装置11，所述动力电池出液管14的进液端14.1连接第九信号采集装置13，所述动力电池出液管14与冷却液进液管16相连接的管路上设有第十信号采集装置15；

本实施例优选各所述信号采集装置包括与各管路相连的四通阀20，该四通阀20位于各管路之间，余下两个端口分别与真空传感器21和压力传感器22相连接，如图2所示，各所述真空传感器21和压力传感器22将检测得到的真空度和/或压力值信息传输给数据处理系统。

因此，各真空传感器21和压力传感器22用于监测管理系统在加注前的真空度变化及加注时的压力值变化，以掌握真空和压力的时间变化曲线，得到准确的抽真空时间、检漏真空值、加压时间和加压压力值，为前期加注工艺验证提供可靠的数据支撑，避免了重复测量，节约了参数修正时间，并在量产阶段中，可辅助对装配异常和零部件缺陷进行诊断，快速查找出冷却系统密封不良部位，评价不同加注设备的抽真空能力和加注能力，针对不同设备，设定不同的加注参数，评价零部件的密封性。

实施例2

本实施例公开了采用上述测试系统进行具体测试的方法，它包括如下步骤：

1)加注前，将冷却液正压气密检测设备与冷却液储存罐1通过第一信号采集装置18的四通阀20连接，进行正压气密性检测用于测试各管路是否存在大漏；检测过程如图3所示，检测管路系统的各个管道是否存在大漏，通过针对特定车型冷却系统管路特性进行台架实验可用于设定合适的正压气密检测参数，所述正压气密检测参数具体的包括设定正压气密检测压力值及检测时间，所述正压气密检测压力值为采取设定不同的交变压力检测值进行检测得到；结合图3可知，图3为正压气密检测过程，检测阶段分为充气，保压，测试，均压。

所述交变压力检测值的检测过程为：

设定n组不同的交变压力测试数值，每组交变压力测试数值分别针对n组冷却系统进行测试，测试时先进行两个循环交变压力测试，然后进行5s保压测试，再进行5s检漏测试，读取冷却液储存罐1处泄露量即为系统泄漏量，因为冷却系统正压气密检测时，冷却液储存罐1泄露量最大；绘制冷却液储存罐1处压力与时间关系曲线，读取检漏时间内压力值变化量(Pa/s)；计算每组测试系统在相同交变压力值测试时冷却液储存罐1处读取的压力变化量的平均值，进行正态分布，即可得到最佳交变压力测试数值。所述n为不为零且是6的倍数的正整数。本实施例优选n为30。

2)进行第一次抽真空，真空检漏及进行第二次抽真空，进而确定合理的抽真空工艺参数；

真空传感器21实时监测管路系统不同处的真空度随时间的变化情况，由于冷却系统中存在多处软硬管连接情况，抽真空过程中，真空度设定过高时橡胶软管易在瞬间被吸瘪，导致管路中残余空气过多，加注时液体不能充注满整个冷却系统，加注完成后随着时间变化冷却液壶液面出现异常下降；真空度设定过低时，抽真空结束时系统内真空度较低，导致管路中残余空气过多，加注时液体不能充注满整个冷却系统，加注完成后随着时间变化冷却液壶液面出现异常下降；同时系统抽真空时间过长，超生产节拍，因此需要进行抽真空检测。

所述第一次抽真空过程为：组装好n个冷却系统，对每个所述冷却系统进行抽真空测试，读取整个测试过程中冷却液储存罐1的第一信号采集装置18采集到的真空度数值，并得出真空度数值与检测时间之间的关系曲线；取每个关系曲线拐点处的真空度数值作为第一次真空度数值的数据样本，进行正态分布，如图4所示，得出第一次真空度数值的正态分布图，同时，取每个关系曲线拐点处的真空度数值所对应的时间作为第一次真空度数值时间的数据样本，进行正态分布，得出第一次抽真空时间数值。其中，关系曲线拐点为曲线上导数趋于0的点。

所述真空检漏过程为：对每个冷却系统进行泄露测试，断开真空泵，测量所述冷却系统在10s内的真空检漏时间与真空度数值之间变化值，得出真空度数值与时间关系曲线，取每个关系曲线拐点处的真空度数值作为检漏真空度数值数据样本，进行正态分布，得出真空检漏时间。其中，关系曲线拐点为曲线上导数趋于0的点。

所述第二次抽真空过程为：同第一次抽真空过程一样，得出真空度数值与检测时间之间的关系曲线，分析对比每段管路两端真空度数值与时间关系曲线，当得到的两个曲线真空度数值差异出现突变时，则表示管路出现变形，取最快发生真空度数值突变的时间为第二次真空时间，此时冷却液储存罐1的第一信号采集装置18采集到的真空度数值为第二次真空度数值，重复测试n个冷却系统，将得到的每组第二次真空时间、第二次真空度数值进行正态分布，得到第二次真空时间及第二次真空度数值。

3)加注，先大压力加注，再小压力加注至冷却液储存罐1满后，加注设备对冷却液进行回吸确保液面处于max线与min线之间；测量n个冷却系统加注时的加注压力、压力转换时间、加注时间及回吸时间。

采用3～5bar压力进行加注，本实施例优选4bar，观察各管路接头处管路连接情况，管路接头脱开时，读取此时加注设备的加注时间，设定为采用3～5bar压力加注的加注时间为压力转换时间，本实施例优选4bar，然后再采用冷却系统能承受的最大压力进行加注，直至加注壶加满，此时的时间为冷却系统加注时间，重复测试n个冷却系统，进行正态分布，得出冷却系统加注时间。

所述回吸时间的设定需根据n组数据中，每n/6组设定一个回吸时间，观察冷却液液面高度，冷却液储存罐1中冷却液液面最接近max线与min线3/4处，为加注设备需设定的回吸时间。

本发明通过真空与压力测试台架模拟出较真实的汽车的冷却系统的环境，通过采集装置采集管路系统上各管路接头及冷却液储存罐处的真空度数值及压力值，来得到准确的正压气密检测参数、抽真空时间和合理的真空检漏参数，为前期加注工艺验证提供可靠的数据支撑，辅助快速判断量产时的冷却系统各零件故障的部位。本发明的测试系统及方法可应用于电机冷却系统、发动机冷却系统或电池加热系统等。

此外，本发明优选数据处理系统为图3所示的计算机终端25，传输信息设备为数据采集卡23和USB线束24，监测人员对计算机终端收集的信息进行实时监测，便于观察及分析处理。

实施例3

针对不同的冷却系统，进行一次真空测试40次，根据实施例2描述的方法从测试曲线取一次真空值，通过正态分布计算出一次真空上限值34mabr。

由上述描述可知，本发明设计的测试方法可以为前期加注工艺验证提供可靠的数据支撑，避免了重复检测，节约了参数修正时间，并在量产阶段中，可辅助对装配异常和零部件缺陷进行诊断，快速查找出冷却系统密封不良部位，评价不同加注设备的抽真空能力和加注能力，针对不同设备，设定不同的加注参数，评价零部件的密封性。

Claims (5)

1.一种冷却系统的加注测试系统的测试方法，所述加注测试系统位于测试架上，其特征在于，所述加注测试系统包括由冷却液储存罐（1）、换热器（5）、液压泵（9）和动力电池（12）组成的循环线路，还包括位于冷却液储存罐（1）与换热器（5）之间的冷却液出液管（3）和位于冷却液储存罐（1）与动力电池（12）之间的冷却液进液管（16），以及换热器（5）与液压泵（9）之间的第一动力电池进液管（7），液压泵（9）与动力电池（12）之间的第二动力电池进液管（19），和动力电池（12）与冷却液进液管（16）之间的动力电池出液管（14）；

所述冷却液储存罐（1）与加注设备之间设有第一信号采集装置（18），所述冷却液出液管（3）的进液端（3.1）、出液端（3.2）分别设有第二信号采集装置（2）、第三信号采集装置（4），所述冷却液进液管（16）的出液端（16.1）连接第四信号采集装置（17），所述第一动力电池进液管（7）的进液端（7.1）、出液端（7.2）分别设有第五信号采集装置（6）、第六信号采集装置（8），所述第二动力电池进液管（19）的进液端（19.1）、出液端（19.2）分别连接第七信号采集装置（10）、第八信号采集装置（11），所述动力电池出液管（14）的进液端（14.1）连接第九信号采集装置（13），所述动力电池出液管（14）与冷却液进液管（16）相连接的管路上设有第十信号采集装置（15）；

各信号采集装置将检测得到的真空度和压力值信息传输给数据采集系统；

其中，上述系统的测试方法包括如下步骤：

1）正压气密检测时，将冷却液正压气密检测设备与冷却液储存罐（1）通过第一信号采集装置（18）的四通阀连接，进行正压气密性检测用于测试各管路是否存在大漏；具体的包括设定正压气密检测压力值及检测时间，所述正压气密检测压力值通过设定不同的交变压力检测值进行检测得到；具体地，所述交变压力检测值的检测过程为：

设定n组不同的交变压力测试数值，每组交变压力测试数值分别针对n组冷却系统进行测试，测试时先进行两个循环交变压力测试，然后进行3~7s保压测试，再进行3~7s检漏测试，读取冷却液储存罐（1）处泄露量即为系统泄漏量，绘制冷却液储存罐（1）处压力与时间关系曲线，读取检漏时间内压力值变化量；计算每组测试系统在相同交变压力值测试时冷却液储存罐（1）处读取的压力变化量的平均值，进行正态分布，即可得到最佳交变压力测试数值；

2）负压气密检测时，进行第一次抽真空，真空检漏及进行第二次抽真空，进而确定合理的抽真空工艺参数；

具体地，所述第一次抽真空过程为：组装好n个冷却系统，对每个所述冷却系统进行抽真空测试，读取整个测试过程中冷却液储存罐（1）的第一信号采集装置（18）采集到的真空度数值，并得出真空度数值与检测时间之间的关系曲线；取每个关系曲线拐点处的真空度数值作为第一次真空度数值的数据样本，进行正态分布，得出第一次真空度数值，同时，取每个关系曲线拐点处的真空度数值所对应的时间作为第一次真空度数值时间的数据样本，进行正态分布，得出第一次真空度数值；

所述真空检漏过程为：对每个冷却系统进行泄露测试，断开真空泵，测量所述冷却系统在8~12s内的真空检漏时间与真空度数值之间变化值，得出真空度数值与时间关系曲线，取每个关系曲线拐点处的真空度数值作为检漏真空度数值数据样本，进行正态分布，得出真空检漏时间；

所述第二次抽真空过程为：同第一次抽真空过程一样，得出真空度数值与检测时间之间的关系曲线，分析对比每段管路两端真空度数值与时间关系曲线，当得到的两个曲线真空度数值差异出现突变时，则表示管路出现变形，取最快发生真空度数值突变的时间为第二次真空时间，此时冷却液储存罐（1）的第一信号采集装置（18）采集到的真空度数值为第二次真空度数值，重复测试n个冷却系统，将得到的每组第二次真空时间、第二次真空度数值进行正态分布，得到第二次真空时间及第二次真空度数值；

3）加注时，先大压力加注，再小压力加注至冷却液储存罐（1）满后，加注设备对冷却液进行回吸确保液面处于max线与min线之间。

2.根据权利要求1所述系统的测试方法，其特征在于，各所述信号采集装置包括与各管路相连的四通阀（20），及与各所述四通阀（20）相连接的真空传感器（21）和压力传感器（22）。

3.根据权利要求1所述系统的测试方法，其特征在于，步骤3）中，采用3~5bar压力进行加注，观察各管路接头处管路连接情况，管路接头脱开时，读取此时加注设备的加注量，设定为采用大压力加注的加注量为压力转换加注量，然后再采用冷却系统此时能承受的最大压力进行加注，直至加注壶加满，此时的时间为冷却系统加注时间，重复测试n个冷却系统，进行正态分布，得出冷却系统压力转换加注量和加注时间。

4.根据权利要求1所述系统的测试方法，其特征在于，所述步骤3）中，所述回吸时间的设定需根据n组数据中，每n/6组设定一个回吸时间，观察冷却液液面高度，冷却液储存罐（1）中冷却液液面最接近max线与min线3/4处，为加注设备需设定的回吸时间。

5.根据权利要求4所述系统的测试方法，其特征在于，所述n为不为零且是6的倍数的正整数。

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