CN112412573A - 一种多用机油温度控制装置及其控制方法 - Google Patents

一种多用机油温度控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一种多用机油温度控制装置,包括一级冷却水外循环系统、二级冷却水外循环系统、机油内循环系统及主油道冷却系统；一级冷却水外循环系统包括外循环出水管路、外循环进水管路及与外循环出水管路、外循环进水管路相通的水路热交换器；二级冷却水外循环系统包括三通比例阀、辅助加热器、一号手动切换球阀、二号手动切换球阀、排液口、膨胀水箱、循环水泵及加热器；机油内循环系统包括机油内循环进油管路、机油内循环出油管路及油路热交换器；所述主油道冷却系统包括主油道出口管路及主油道进口管路，实现一机三用功能，不受使用地的外循环水温度、压力、流量影响的温度控制；设置了多处压力调节、保护装置，提高了温度控制精度。

Description

一种多用机油温度控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及多用机油温度控制装置，具体地说是一种多用机油温度控制装置及其控制方法。
背景技术
现有的汽车发动机试验中，其机油温度控制装置功能往往比较单一，不满足多用的需求，也存在精度不高的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可适应于油品测试实验的多用机油温度控制装置。
本发明采用的技术方案是：一种多用机油温度控制装置,包括一级冷却水外循环系统、二级冷却水外循环系统、机油内循环系统及主油道冷却系统；
所述一级冷却水外循环系统包括外循环出水管路、外循环进水管路及与外循环出水管路、外循环进水管路相通的水路热交换器；外循环出水管路的末端设有外循环出水口，外循环进水管路的末端设有外循环进水口，外循环进水口与水路热交换器之间的外循环进水管路上设有过滤器和外循环水调压阀；
所述二级冷却水外循环系统包括三通比例阀、辅助加热器、二号手动切换球阀、一号手动切换球阀、膨胀水箱、循环水泵及加热器；三通比例阀、排液口依次设置在与热交换器相连的左侧管路上,循环水泵、膨胀水箱、一号手动切换球阀设置在与热交换器相连的上左侧管路上；所述并联设置的热交换器和加热器的出口分别连接三通比例调节阀的两个入口；加热器位于循环水泵右侧，三通比例阀的出口装有辅助加热器，加热器的出口与热交换器连通，在膨胀水箱的最高点装有排气阀；
所述机油内循环系统包括机油内循环进油管路、机油内循环出油管路及油路热交换器；机油内循环进油管路上设有补液球阀、过滤器及循环齿轮油泵；机油内循环进油管路的一端与进油口球阀相通，另一端和油路热交换器相通；机油内循环出油管路一端与出油口球阀相通，另一端和油路热交换器相通；
所述主油道冷却系统包括主油道出口管路及主油道进口管路，主油道出口管路及主油道进口管路之间设有油路热交换器；主油道进口管路上还设有流量计；主油道出口管路上设有机油过滤器工装。
进一步的，机油内循环过滤器设置在发动机机油温度控制装置的入口处；所述循环齿轮油泵的一侧还装有压力开关。
进一步的，所述机油内循环过滤器和所述循环齿轮油泵之间的主油路上设有分支，连通到出口油路，在该分支上装有压力平衡球阀。
进一步的，在发动机机油温度控制装置的二级冷却水循环系统的最高处装有排气阀。
进一步的，所述三通比例阀、排液口之间的管路上装有辅助加热器。
进一步的，所述三通比例阀选用萨姆森三通比例阀。
本发明的有益效果和特点是：
1、实现了一机三用功能，控制油底壳机油温度或主油道机油温度或发动机循环水温度，不受使用地的外循环水温度、压力、流量影响的温度控制；
2、机油的温度控制通过两级循环水来间接控制实现了不同于被广泛应用的通过控制热交换器外循环水流量的温控形式，在二级循环水部分选用了变频泵来控制循环水流量，加上选用了灵敏度更高的三通比例阀，缩短了响应时间，提高了控制精度；
3、设置了多处压力调节、保护装置，包括：压力开关用以监控保护机油油泵过载、无输出等情况，流量开关用以监控保护循环水泵过载、无输出等情况，压力调节阀用以保护输出机油压力过高，以适应于不同功率的发动机，应用的更广泛；
附图说明
图1是本发明较佳实施例的整体结构示意图；
图2是本发明较佳实施例主油道机油温控的示意图；
图3是本发明较佳实施例发动机循环水温控的示意图；
图中：1—进油口球阀，2—出油口球阀，3—出水口球阀，4—系进水口球阀，5—补液球阀，6—手动切换球阀，8—手动切换球阀，9—排液口， 10—补液口，11—外循环出水口，12—外循环进水口，13—压力平衡球阀， 14—循环齿轮油泵，15—循环水泵，16—加热器，17—水路热交换器，18 —过滤器，19—外循环水调压阀，20—三通比例阀，21—辅助加热器，22 —油路热交换器，23—电磁流量计，24—热交换器，25—流量计，26-过滤器，27-压力开关，28-排气阀，29-机油过滤器工装、30-主油道出口管路、31-外循环出水管路、32-外循环进水管路、33-机油内循环进油管路、34- 机油内循环出油管路、35-膨胀水箱、36-主油道进口管路、37-排气阀上的排水管；
图中符号T代表温度传感器，P代表压力传感器；
Figure BDA0002804554380000041
代表压力表。
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1，一种多用机油温度控制装置，包括一级冷却水外循环系统、二级冷却水外循环系统、机油内循环系统及主油道冷却系统；
所述一级冷却水外循环系统包括外循环出水管路31、外循环进水管路 32及与外循环出水管路、外循环进水管路相通的水路热交换器17；外循环出水管路31的末端设有外循环出水口11，外循环进水管路32的末端设有外循环进水口12，外循环进水口12与水路热交换器17之间的外循环进水管路上设有过滤器18和外循环水调压阀19；
所述二级冷却水外循环系统包括三通比例阀20、辅助加热器21、二号手动切换球阀8、一号手动切换球阀6、膨胀水箱35、循环水泵15及加热器16；三通比例阀20、排液口9依次设置在与热交换器17相连的左侧管路上,循环水泵15、膨胀水箱35、一号手动切换球阀6设置在与热交换器17相连的上左侧管路上；所述并联设置的热交换器17和加热器16的出口分别连接三通比例调节阀20的两个入口；加热器16位于循环水泵15右侧，三通比例阀的出口装有辅助加热器21，加热器21的出口与热交换器 22连通，在膨胀水箱35的最高点装有排气阀28；用于排出设备里的空气；二级冷却水循环系统的三通比例阀选用萨姆森三通比例阀，相比于西门子比例阀，它拥有更高的灵敏度和精度，来进一步提高机油温度的控制精度。
所述机油内循环系统包括机油内循环进油管路33、机油内循环出油管路34及油路热交换器22；机油内循环进油管路33上设有补液球阀5、过滤器26及循环齿轮油泵14；机油内循环进油管路33的一端与进油口球阀 1相通，另一端和油路热交换器22相通；机油内循环出油管路34一端与出油口球阀2相通，另一端和油路热交换器22相通；
所述主油道冷却系统包括主油道出口管路30及主油道进口管路36，主油道出口管路30及主油道进口管路36之间设有油路热交换器24；主油道进口管路36上还设有流量计25；主油道出口管路30上设有机油过滤器工装29。
机油内循环过滤器26设置在发动机机油温度控制装置的入口处，用于过滤进入装置的机油，避免杂质进入循环齿轮油泵14而发生故障；所述循环齿轮油泵14的一侧还装有压力开关27，用于监测机油进入压力，防止因机油内循环过滤器堵塞而产生的故障。
实施例2：
与实施例1不同在于，所述机油内循环过滤器26和所述循环齿轮油泵 14之间的主油路上设有分支，连通到出口油路，在该分支上装有压力平衡球阀13，以保证系统的压力稳定，防止机油内循环过滤器被堵塞造成的压力故障。
在发动机机油温度控制装置的二级冷却水循环系统的最高处装有排气阀28，对初始系统进行放气。
所述发动机机油温度控制装置的二级冷却水循环系统装有流量开关，避免二级冷却水循环系统内的手动切换球阀未正常切换造成的故障。
所述三通比例阀20、排液口9之间的管路上装有辅助加热器21，作为温度补偿，提高控制精度。
二级冷却水循环系统的水路通过三通管可单独引出，在进出水口上安装有球阀，此进出水管可直接与发动机进出水口相连，来控制发动机的进出水温度。
请参考图2、图3，所述的多用机油温度控制装置及其控制方法，给油底壳机油控温时所述发动机机油温度控制装置的机油出入口与发动机油底壳连通，在发动机的机油内循环系统的油路出、入口侧设有短通，在短通上安装压力平衡阀13，所述短通后的入口油路依次设有循环齿轮油泵14、油路并联设置的热交换器22；在机油内循环系统的油道出油口设有出口温度传感器T2和压力传感器P2，所述并联设置的热交换器22和系统二级冷却水循环部分连通，二级冷却水循环部分装有循环水泵15，所述并联设置的热交换器17和加热器16的出口分别连接三通比例调节阀20的两个入口；三通比例阀的出口装有辅助加热器21，加热器21的出口与热交换器22连通.在系统的最高点装有排气阀28，用于排出设备里的空气；
发动机机油温度控制装置的入口装有机油内循环过滤器26，用于过滤进入装置的机油，避免杂质进入循环齿轮油泵14而发生故障；所述发动机机油温度控制装置的油泵后端还装有压力开关27，用于监测机油进入压力，防止因机油内循环过滤器堵塞而产生的故障。作为优化方案，所述机油内循环过滤器和所述循环齿轮油泵14之间的主油路上设有分支，连通到出口油路，在该分支上装有平衡阀13，以保证系统的压力稳定，防止机油内循环过滤器26被堵塞造成的压力故障。
所述加热器16、21内设温控开关，用于对加热器内的油温进行监控；根据出口温度传感器T5的输出信号调节输出信号，所述输出信号连接到所述三通比例调节阀20的信号控制端，用于根据设定温度和出口温度传感器 T5所反馈的温度信号调节所述三通比例调节阀20的两个入口所对应的热水和冷水的混合比例。
所述一级冷却水外循环系统设有带进、出水口的循环水管路，所述循环水管路与热交换器17的连通，所述进、出水口分别设有进水口球阀12、出水口球阀11；所述冷却水外循环系统的入水口装有冷却水管路过滤器18 和调压阀19；其简易的外循环水循环有利于现场的布局和连接.
设备用于给发动机主油道机油控温时(见图2)将手动调节球阀6和8 关闭，此时二级循环水不经过油路热交换器22，将球阀3和4与主油道温控模块的油路热交换器24的进回水管路连通，温控模块的进回油路与主油道的进回油路连通；发动机主油道上自带有机油循环泵，来保证机油的循环，此时系统也是采用两级循环水冷却模式，根据出口温度传感器T5的输出信号调节输出信号，所述输出信号连接到到三通比例调节阀20的信号控制端，用于根据设定温度和出口温度传感器T5所反馈的温度信号调节所述三通比例调节阀20的两个入口所对应的热水和冷水的混合比例，来控制主油道的温度。
设备用于发动机循环水温控系统时(见图3)，只需将手动切换球阀6 和8关闭，球阀3和4与发动机进出水口连通；油路热交换器22不参与工作，此时设备的二级循环水部分就变成发动机循环水温控系统的内循部分，根据出口温度传感器T5的输出信号调节输出信号，所述输出信号连接到到三通比例调节阀20的信号控制端，用于根据设定温度和出口温度传感器T5 所反馈的温度信号调节所述三通比例调节阀20的两个入口所对应的热水和冷水的混合比例。来直接控制发动机进出水的温度。发动机热机时出水温度低于设定温度时加热器全开，比例阀冷端全关，来缩短发动机的热机时间；发动机运转过程中需保证设备循环水部分膨胀水箱液位高于低液位，若出现液位不足需向设备中加入循环水。发动机初运转时可将膨胀水箱上的球阀10打开，进行设备的快速排气。
本方案可广泛适用性的发动机试验中油底壳和主油道机油的温度控制, 在实践中已经得到很好应用。
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 (7)

1.一种多用机油温度控制装置,其特征在于：包括一级冷却水外循环系统、二级冷却水外循环系统、机油内循环系统及主油道冷却系统；
所述一级冷却水外循环系统包括外循环出水管路(31)、外循环进水管路(32)及与外循环出水管路、外循环进水管路相通的水路热交换器(17)；外循环出水管路(31)的末端设有外循环出水口(11)，外循环进水管路(32)的末端设有外循环进水口(12)，外循环进水口(12)与水路热交换器(17)之间的外循环进水管路上设有过滤器(18)和外循环水调压阀(19)；
所述二级冷却水外循环系统包括三通比例阀(20)、辅助加热器(21)、二号手动切换球阀(8)、一号手动切换球阀(6)、膨胀水箱(35)、循环水泵(15)及加热器(16)；三通比例阀(20)、排液口(9)依次设置在与热交换器(17)相连的左侧管路上,循环水泵(15)、膨胀水箱(35)、一号手动切换球阀(6)设置在与热交换器(17)相连的上左侧管路上；所述并联设置的热交换器(17)和加热器(16)的出口分别连接三通比例调节阀(20)的两个入口；加热器(16)位于循环水泵(15)右侧，三通比例阀的出口装有辅助加热器(21)，加热器(21)的出口与热交换器(22)连通，在膨胀水箱(35)的最高点装有排气阀(28)；
所述机油内循环系统包括机油内循环进油管路(33)、机油内循环出油管路(34)及油路热交换器(22)；机油内循环进油管路(33)上设有补液球阀(5)、过滤器(26)及循环齿轮油泵(14)；机油内循环进油管路(33)的一端与进油口球阀(1)相通，另一端和油路热交换器(22)相通；机油内循环出油管路(34)一端与出油口球阀(2)相通，另一端和油路热交换器(22)相通；
所述主油道冷却系统包括主油道出口管路(30)及主油道进口管路(36)，主油道出口管路(30)及主油道进口管路(36)之间设有油路热交换器(24)；主油道进口管路(36)上还设有流量计(25)；主油道出口管路(30)上设有机油过滤器工装(29)。
2.根据权利要求1所述的多用机油温度控制装置，其特征在于：所述机油内循环过滤器(26)设置在发动机机油温度控制装置的入口处；所述循环齿轮油泵(14)的一侧还装有压力开关(27)。
3.根据权利要求1所述的多用机油温度控制装置，其特征在于：所述机油内循环过滤器(26)和所述循环齿轮油泵(14)之间的主油路上设有分支，连通到出口油路，在该分支上装有压力平衡球阀(13)。
4.根据权利要求1所述的多用机油温度控制装置，其特征在于：在发动机机油温度控制装置的二级冷却水循环系统的最高处装有排气阀(28)。
5.根据权利要求1所述的多用机油温度控制装置，其特征在于：所述三通比例阀(20)、排液口(9)之间的管路上装有辅助加热器(21)。
6.根据权利要求1所述的多用机油温度控制装置，其特征在于：所述三通比例阀(20)选用萨姆森三通比例阀。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的多用机油温度控制装置及其控制方法，其特征在于：给油底壳机油控温时所述发动机机油温度控制装置的机油出入口与发动机油底壳连通，在发动机的机油内循环系统的油路出、入口侧设有短通，在短通上安装压力平衡阀(13)，所述短通后的入口油路依次设有循环齿轮油泵(14)、油路并联设置的热交换器(22)；在机油内循环系统的油道出油口设有出口温度传感器T2和压力传感器P2，所述并联设置的热交换器(22)和系统二级冷却水循环部分连通，二级冷却水循环部分装有循环水泵(15)，所述并联设置的热交换器(17)和加热器(16)的出口分别连接三通比例调节阀(20)的两个入口；三通比例阀的出口装有辅助加热器(21)，加热器(21)的出口与热交换器(22连通.在系统的最高点装有排气阀(28)，用于排出设备里的空气；
发动机机油温度控制装置的入口装有机油内循环过滤器(26)，用于过滤进入装置的机油，避免杂质进入循环齿轮油泵(14)而发生故障；所述发动机机油温度控制装置的油泵后端还装有压力开关(27)，用于监测机油进入压力，防止因机油内循环过滤器堵塞而产生的故障；作为优化方案，所述机油内循环过滤器和所述循环齿轮油泵(14)之间的主油路上设有分支，连通到出口油路，在该分支上装有平衡阀(13)，以保证系统的压力稳定，防止机油内循环过滤器(26)被堵塞造成的压力故障；
所述加热器(16)、(21)内设温控开关，用于对加热器内的油温进行监控；根据出口温度传感器T5的输出信号调节输出信号，所述输出信号连接到到所述三通比例调节阀(20)的信号控制端，用于根据设定温度和出口温度传感器T5所反馈的温度信号调节所述三通比例调节阀(20)的两个入口所对应的热水和冷水的混合比例；
所述一级冷却水外循环系统设有带进、出水口的循环水管路，所述循环水管路与热交换器(17)的连通，所述进、出水口分别设有进水口球阀(12)、出水口球阀(11)；所述冷却水外循环系统的入水口装有冷却水管路过滤器(18)和调压阀(19)；其简易的外循环水循环有利于现场的布局和连接；
设备用于给发动机主油道机油控温时将手动调节球阀(6)和(8)关闭，此时二级循环水不经过油路热交换器(22)，将球阀(3)和(4)与主油道温控模块的油路热交换器(24)的进回水管路连通，温控模块的进回油路与主油道的进回油路连通；发动机主油道上自带有机油循环泵，来保证机油的循环，此时系统也是采用两级循环水冷却模式，根据出口温度传感器T5的输出信号调节输出信号，所述输出信号连接到到三通比例调节阀(20)的信号控制端，用于根据设定温度和出口温度传感器T5所反馈的温度信号调节所述三通比例调节阀(20)的两个入口所对应的热水和冷水的混合比例，来控制主油道的温度；
设备用于发动机循环水温控系统时，只需将手动切换球阀(6)和(8)关闭，球阀(3)和(4)与发动机进出水口连通；油路热交换器(22)不参与工作，此时设备的二级循环水部分就变成发动机循环水温控系统的内循部分，根据出口温度传感器T5的输出信号调节输出信号，所述输出信号连接到到三通比例调节阀(20)的信号控制端，用于根据设定温度和出口温度传感器T5所反馈的温度信号调节所述三通比例调节阀(20)的两个入口所对应的热水和冷水的混合比例；来直接控制发动机进出水的温度；发动机热机时出水温度低于设定温度时加热器全开，比例阀冷端全关，来缩短发动机的热机时间；发动机运转过程中需保证设备循环水部分膨胀水箱液位高于低液位，若出现液位不足需向设备中加入循环水；发动机初运转时可将膨胀水箱上的球阀(10)打开，进行设备的快速排气。
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