CN113702013A - 发动机机体水套阻力测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发动机机体水套检测技术领域，公开了一种发动机机体水套阻力测试装置，包括水箱，水箱的出水口通过第一软管与缸体的进水管接头的管口连通，水箱的进水口通过第二软管与缸盖的出水管接头的管口连通，进水管接头的管口通过第三软管与水箱的进水口连通，第一软管上设有电子水泵，第三软管上设有调节阀，进水管接头上设有流量计和进水口压力传感器，出水管接头上设有出水口压力传感器。本发明还公开了发动机机体水套阻力测试装置的测试方法。本发明发动机机体水套阻力测试装置及其测试方法，模拟机体水套内冷却液的流动，有效克服了在发动机实机上测试时零部件布置繁杂的影响，且结构简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及发动机机体水套检测技术领域，具体涉及一种发动机机体水套阻力测试装置及其测试方法。
背景技术
发动机缸体、缸盖在发动机工作过程中需要承受极大的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最为恶劣的零部件，也是最重要的散热部件，其冷却水套内部冷却液的流动性能的好坏直接影响机体冷却效果，对发动机工作的可靠性、动力性能和经济指标都具有非常重要的影响。
当前行业内对机体水套阻力的测试评价方法有2种：一是在发动机上进行测试，但受发动机进出水口等冷却系统零部件结构布置的影响，很难对机体冷却水套的阻力进行精确测试；二是通过对机体水套粗糙度水平间接评估，若粗糙度检测值在设计范围内，则判断机体水套阻力满足要求，但该方法无法整体评估机体水套阻力的实际水平。
另外，由于机体冷却水套结构复杂，均采用铸造成型，若铸造过程中出现砂芯开裂或断芯，水套就会出现局部隔断，无法通过试漏检出。目前仅能通过内窥镜目测确认，由于检测过程复杂、耗时，目前均是对批次件进行抽检，存在漏检风险，一旦不良品流入市场，存在安全隐患且会造成整个发动机的损坏。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种发动机机体水套阻力测试装置及其测试方法，模拟机体水套内冷却液的流动，有效克服了在发动机实机上测试时零部件布置繁杂的影响，且结构简单，成本低。
为实现上述目的，本发明所设计的发动机机体水套阻力测试装置，包括水箱，所述水箱的出水口通过第一软管与缸体的进水管接头的管口连通，所述水箱的进水口通过第二软管与缸盖的出水管接头的管口连通，所述进水管接头的管口通过第三软管与所述水箱的进水口连通，所述第一软管上设有电子水泵，所述第三软管上设有调节阀，所述进水管接头上设有流量计和进水口压力传感器，所述出水管接头上设有出水口压力传感器。
优选地，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱的出水口与所述水箱的进水口连通，所述膨胀水箱的进水口与所述出水管接头上的除气管口连通，用于对测试系统除气。
一种所述发动机机体水套阻力测试装置的测试方法，包括如下步骤：
1)发动机机体水套阻力测试装置；
2)向所述水箱内加注冷却液至上刻线；
3)将所述调节阀调至全开状态，启动所述电子水泵；
4)依次调小所述调节阀的开度，观察所述流量计，等待所述流量计的流量值分别稳定在Q1、Q2、……、Qn后，分别记录每个流量值时所述进水口压力传感器和出水口压力传感器对应的进水口压力P和出水口压力P’的数值；
5)对测定的进水口压力P和出水口压力P’进行数据处理：△P＝P’-P，△P为压力差值，即可得出不同流量下的机体水套阻力。
优选地，通过同一缸体和不同缸盖的组合装配，或同一缸盖和不同缸体的组合装配，可评价缸体或缸盖的水套阻力差异性。
优选地，发动机机体水套阻力测试装置还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱的出水口与所述水箱的进水口连通，所述膨胀水箱的进水口与所述出水管接头上的除气管口连通，测试时，所述步骤2)中，先向所述水箱内加注冷却液，再向所述膨胀水箱内加注冷却液至上刻线，本步骤的目的是对系统填充冷却液；所述步骤3)中，将所述调节阀调至全开状态，启动所述电子水泵，观察所述膨胀水箱中的液位变化，待液位下降至稳定后再次加注冷却液至所述膨胀水箱上刻线，本步骤的目的是对系统进行除气并补充冷却液。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、有效地模拟了发动机机体水套在实际运行过程中的流动情况，克服了在发动机实机上测试时零部件布置繁杂的影响，结构简单，节约了发动机整机组装的人工、零件成本；
2、测试结果能得出不同工况下的机体水套阻力水平，从而指导机体水套设计优化；
3、通过对比试验，可精确评估检测件的水套阻力是否符合设计要求，以及评估不同检测件间的阻力差异；
4、通过测试结果，可初步判断水套内部是否存在完全或部分铸造隔断。
附图说明
图1为本发明发动机机体水套阻力测试装置的结构示意图；
图2为发动机机体装配图示意图。
图中各部件标号如下：
水箱1、第一软管2、缸体3、进水管接头4、第二软管5、缸盖6、出水管接头7、第三软管8、电子水泵9、调节阀10、流量计11、进水口压力传感器12、出水口压力传感器13、膨胀水箱14、除气管口15、气缸垫16。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明一种发动机机体水套阻力测试装置，包括水箱1，水箱1的出水口通过第一软管2与缸体3的进水管接头4的管口连通，水箱1的进水口通过第二软管5与缸盖6的出水管接头7的管口连通，进水管接头4的管口通过第三软管8与水箱1的进水口连通，第一软管2上设有电子水泵9，第三软管8上设有调节阀10，进水管接头4上设有流量计11和进水口压力传感器12，出水管接头7上设有出水口压力传感器13。
本实施例中，发动机机体装配图如图2所示，气缸垫16安装在缸体3和缸盖6中间，气缸垫16和缸盖6通过缸盖螺栓固定在缸体3上。
本实施例中个，进水管接头4和出水管接头7的结构和尺寸需依据发动机实机设计，以减少整个系统测试误差；流量计11、进水口压力传感器12和出水口压力传感器13尽可能靠近机体，尽可能减少管路阻力对机体水套阻力测试结果造成的影响；电子水泵9代替发动机水泵，电子水泵9的性能应尽可能大于或等于发动机水泵性能；整体管路走向应尽可能模拟发动机实机机体水套流动。
本实施例发动机机体水套阻力测试装置的测试方法，包括如下步骤：
1)发动机机体水套阻力测试装置；
2)向水箱1内加注冷却液至上刻线；
3)将调节阀10调至全开状态，启动电子水泵9；
4)依次调小调节阀10的开度，观察流量计11，等待流量计11的流量值分别稳定在Q1、Q2、……、Qn后，分别记录每个流量值时进水口压力传感器12和出水口压力传感器13对应的进水口压力P和出水口压力P’的数值，测试数据记录表参考表1：
表1测试数据记录表
5)对测定的进水口压力P和出水口压力P’进行数据处理：△P＝P’-P，△P为压力差值，即可得出不同流量下的机体水套阻力。
在上述测试方法中，冷却液从水箱1流出经过电子水泵9加压后，一路流经流量计11后通过进水管接头4管口进入缸体3、缸盖6水套，从出水管接头7管口(5-1)后返回水箱1，另1路通过调节阀10后返回水箱1。
本方法的原理是：通过调节调节阀10的开度，来控制进入机体水套中的冷却液流量，根据水套进出口压力差，来评估不同冷却液流量下的机体水套内阻力的大小。
本实施例使用时，通过同一缸体3和不同缸盖6的组合装配，或同一缸盖6和不同缸体3的组合装配，可评价缸体3或缸盖6的水套阻力差异性。
另外，在本实施例中，还可以包括膨胀水箱14，膨胀水箱14的出水口与水箱1的进水口连通，膨胀水箱14的进水口与出水管接头7上的除气管口15连通。
此时，测试时，步骤2)中，先向水箱1内加注冷却液，再向膨胀水箱14内加注冷却液至上刻线；步骤3)中，将调节阀10调至全开状态，启动电子水泵9，观察膨胀水箱14中的液位变化，待液位下降至稳定后再次加注冷却液至膨胀水箱14上刻线。
本发明发动机机体水套阻力测试装置及其测试方法，有效地模拟了发动机机体水套在实际运行过程中的流动情况，克服了在发动机实机上测试时零部件布置繁杂的影响，结构简单，节约了发动机整机组装的人工、零件成本；测试结果能得出不同工况下的机体水套阻力水平，从而指导机体水套设计优化；通过对比试验，可精确评估检测件的水套阻力是否符合设计要求，以及评估不同检测件间的阻力差异；通过测试结果，可初步判断水套内部是否存在完全或部分铸造隔断。
Claims (5)
1.一种发动机机体水套阻力测试装置，包括水箱(1)，其特征在于：所述水箱(1)的出水口通过第一软管(2)与缸体(3)的进水管接头(4)的管口连通，所述水箱(1)的进水口通过第二软管(5)与缸盖(6)的出水管接头(7)的管口连通，所述进水管接头(4)的管口通过第三软管(8)与所述水箱(1)的进水口连通，所述第一软管(2)上设有电子水泵(9)，所述第三软管(8)上设有调节阀(10)，所述进水管接头(4)上设有流量计(11)和进水口压力传感器(12)，所述出水管接头(7)上设有出水口压力传感器(13)。
2.根据权利要求1所述发动机机体水套阻力测试装置，其特征在于：还包括膨胀水箱(14)，所述膨胀水箱(14)的出水口与所述水箱(1)的进水口连通，所述膨胀水箱(14)的进水口与所述出水管接头(7)上的除气管口(15)连通。
3.一种如权利要求1所述发动机机体水套阻力测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)发动机机体水套阻力测试装置；
2)向所述水箱(1)内加注冷却液至上刻线；
3)将所述调节阀(10)调至全开状态，启动所述电子水泵(9)；
4)依次调小所述调节阀(10)的开度，观察所述流量计(11)，等待所述流量计(11)的流量值分别稳定在Q1、Q2、……、Qn后，分别记录每个流量值时所述进水口压力传感器(12)和出水口压力传感器(13)对应的进水口压力P和出水口压力P’的数值；
5)对测定的进水口压力P和出水口压力P’进行数据处理：△P＝P’-P，△P为压力差值，即可得出不同流量下的机体水套阻力。
4.根据权利要求3所述发动机机体水套阻力测试装置的测试方法，其特征在于：通过同一缸体(3)和不同缸盖(6)的组合装配，或同一缸盖(6)和不同缸体(3)的组合装配，可评价缸体(3)或缸盖(6)的水套阻力差异性。
5.根据权利要求3所述发动机机体水套阻力测试装置的测试方法，其特征在于：发动机机体水套阻力测试装置还包括膨胀水箱(14)，所述膨胀水箱(14)的出水口与所述水箱(1)的进水口连通，所述膨胀水箱(14)的进水口与所述出水管接头(7)上的除气管口(15)连通，测试时，所述步骤2)中，先向所述水箱(1)内加注冷却液，再向所述膨胀水箱(14)内加注冷却液至上刻线；所述步骤3)中，将所述调节阀(10)调至全开状态，启动所述电子水泵(9)，观察所述膨胀水箱(14)中的液位变化，待液位下降至稳定后再次加注冷却液至所述膨胀水箱(14)上刻线。
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