CN113944538B - 一种发动机试验台架冷却系统及发动机试验台架冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机测试技术领域，公开了一种发动机试验台架冷却系统及发动机试验台架冷却方法。该发动机试验台架冷却系统包括膨胀水箱和水泵，水泵连通于膨胀水箱并能够向膨胀水箱输送冷却液，在膨胀水箱内分别设置有下液位传感器和上液位传感器，在膨胀水箱内设置有气压传感器；放气阀设置于膨胀水箱上，用于排出膨胀水箱内的气体；EGR出气管的一端连通于待测发动机的EGR冷却器的顶部，另一端连通于膨胀水箱；发动机出水管一端连通于待测发动机的出水管，另一端连通于膨胀水箱；冷却液输送管路被配置为能够向待测发动机加注冷却液并能够将待测发动机内的冷却液排出。该发动机试验台架冷却系统用于排放气体，且补液效果好，可靠性高。

Description

一种发动机试验台架冷却系统及发动机试验台架冷却方法

技术领域

本发明涉及发动机测试技术领域，尤其涉及一种发动机试验台架冷却系统及发动机试验台架冷却方法。

背景技术

随着汽车行业排放标准的快速提高，以及在高功率、低能耗及高可靠性方面的激烈竞争，使发动机向高强化的方向发展。如果发动机热负荷不断提升，发动机运转时需要具有充足的冷却能力，以对相关零部件进行保护，当短时间冷却效果不佳时，容易导致发动机的损坏。

为了解决这个问题，在发动机出厂前需要利用发动机试验台架对成品发动机进行检测。现有发动机试验台架的冷却系统包括冷却管路、水泵、膨胀水箱及散热器，水泵为膨胀水箱提供冷却液，膨胀水箱起到了暂存冷却液的作用，冷却管路用于将膨胀水箱内的冷却液输送至待测发动机内，散热器用于对冷却管路内的冷却液进行冷却和散热。

现有发动机试验台架的冷却系统存在以下问题：

1、在启动发动机台架试验前需要对冷却管路加注防冻液排出空气，由于发动机内水路复杂、容量较大，如果放气管路设计不合理，或冷却系统管路中的电磁阀处于异常状态等问题，都会导致发动机试验前冷却管路内空气排出不彻底；同时，膨胀水箱与散热器的除气管连通，不利于待测发动机中气体快速有效导出；另外，由于冷却管路异常漏水等故障都会造成冷却管路中气体量增多，发动机冷却不良，如果不能及时发现和处置，极易造成发动机因缺水而快速严重损坏；

2、在膨胀水箱的内部设置有温度传感器和液位传感器，温度传感器用于检测膨胀水箱内冷却液的温度，实现等温补液，但是如果冷却管路的路径比较长存在热量散失的情况，且膨胀水箱内只存在一个液位传感器，只能频繁少量补液，导致等温补水的作用不明显；

3、在冷却管路上设置有电磁阀，通过调节电磁阀的开度和水泵的功率，实现冷却效率的提高，但不能实现对冷却系统的运行情况实时、准确的监控，并对冷却系统异常情况进行快速、有效的处置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机试验台架冷却系统及发动机试验台架冷却方法，用于排放气体，且补液效果好，可靠性高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机试验台架冷却系统，包括：

膨胀水箱和水泵，所述水泵连通于所述膨胀水箱并能够向所述膨胀水箱输送冷却液，在所述膨胀水箱内分别设置有下液位传感器和上液位传感器，所述下液位传感器用于检测所述膨胀水箱的最低液位，所述上液位传感器用于检测所述膨胀水箱的最高液位，在所述膨胀水箱内设置有气压传感器，用于检测所述膨胀水箱内的气压；

放气阀，设置于所述膨胀水箱上，用于排出所述膨胀水箱内的气体；

EGR出气管，所述EGR出气管的一端连通于待测发动机的EGR冷却器的顶部，另一端连通于所述膨胀水箱；

发动机出水管，所述发动机出水管一端连通于所述待测发动机的出水管，另一端连通于所述膨胀水箱；

冷却液输送管路，分别连通于所述膨胀水箱和所述待测发动机，所述冷却液输送管路被配置为能够向所述待测发动机加注所述冷却液并能够将所述待测发动机内的所述冷却液排出。

作为优选，还包括测功机，所述测功机连接于所述待测发动机，用于对所述待测发动机进行卸载保护。

作为优选，所述冷却液输送管路包括：

进液管，连通于所述待测发动机并用于向所述待测发动机加注所述冷却液；

出液管，连通于所述待测发动机并能够将所述待测发动机内的所述冷却液排出，所述出液管连通于所述膨胀水箱。

作为优选，在所述出液管上设置有过滤器，在所述过滤器上设置有压差传感器，所述压差传感器用于检测所述过滤器的入口和出口之间的实际压差。

作为优选，在所述进液管上设置有进液阀，所述进液阀用于控制所述进液管的启闭，在所述出液管上设置有出液阀，所述出液阀用于控制所述出液管的启闭。

作为优选，还包括加热器，在所述进液管上设置有进液温度传感器，所述进液温度传感器用于检测所述进液管内冷却液的实际温度，根据所述进液管内冷却液的实际温度，使所述加热器能够加热所述冷却液输送管路内的冷却液。

作为优选，还包括冷却组件，在所述出液管上设置有出液温度传感器，所述出液温度传感器用于检测所述出液管内冷却液的实际温度，在所述待测发动机内设置有水温传感器，所述水温传感器用于检测所述待测发动机的实际水温，根据所述出液管内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温，使所述冷却组件能够冷却所述冷却液输送管路内的冷却液。

作为优选，所述冷却组件包括：

热交换器，连通于所述冷却液输送管路；

冷却水进水管，连通于所述热交换器并向所述热交换器输送冷却水；

冷却水出水管，连通于所述热交换器并将所述热交换器内的所述冷却水排出。

作为优选，所述冷却组件还包括：

进水压力传感器，设置于所述冷却水进水管上，用于检测所述冷却水进水管内所述冷却水的压力；

出水压力传感器，设置于所述冷却水出水管上，用于检测所述冷却水出水管内所述冷却水的压力；

进水温度传感器，设置于所述冷却水进水管上，用于检测所述冷却水进水管内所述冷却水的温度；

控制阀，设置于所述冷却水进水管上，根据所述冷却水进水管内所述冷却水的压力、所述冷却水出水管内所述冷却水的压力、所述冷却水进水管内所述冷却水的温度，控制所述控制阀的开度。

为达上述目的，本发明还提供了一种发动机试验台架冷却方法，用于对上述的发动机试验台架冷却系统进行控制，所述发动机试验台架冷却方法包括以下步骤：

利用EGR出气管和发动机出水管将待测发动机内部的气体排放至膨胀水箱内；

获取膨胀水箱内的实际气压，如果膨胀水箱内的实际气压大于等于预设气压，控制放气阀打开，以将膨胀水箱内的气体排出；

然后启动台架冷却试验，如果膨胀水箱内冷却液的实际液位小于等于最低液位，启动水泵，使水泵向膨胀水箱输送冷却液；如果膨胀水箱内冷却液的实际液位大于等于最高液位，控制水泵停止工作。

作为优选，在启动台架冷却试验之前，如果膨胀水箱内冷却液的实际液位小于等于最低液位，禁止台架启动操作。

作为优选，在启动水泵之后，获取水泵的实际工作时间，如果水泵的实际工作时间大于等于第一预设时间且膨胀水箱内冷却液的实际液位小于等于最低液位，启动报警功能。

作为优选，在获取水泵的实际工作时间之后，如果水泵的实际工作时间大于等于第二预设时间且膨胀水箱内冷却液的实际液位小于等于最低液位，控制测功机对待测发动机进行卸载，其中第二预设时间大于第一预设时间。

作为优选，在启动台架冷却试验时，利用进液管向待测发动机加注所述冷却液，并利用出液管将待测发动机内的所述冷却液和气体排出；

在利用进液管向待测发动机加注所述冷却液时，获取进液管内冷却液的实际温度，如果进液管内冷却液的实际温度小于等于试车进水最低温度T1，利用加热器对冷却液输送管路内的冷却液进行加热。

作为优选，在利用出液管将待测发动机内的所述冷却液排出时，获取出液管内冷却液的实际温度，如果出液管内冷却液的实际温度大于等于试车出水预设温度T2，利用冷却组件对冷却液输送管路内的冷却液进行冷却。

作为优选，在获取出液管内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温之后，如果出液管内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温中至少一个大于等于试车出水最大极限温度T3，启动报警功能。

作为优选，在获取出液管内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温之后，如果出液管内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温中至少一个大于等于试车出水最大风险温度T4，控制测功机对待测发动机进行卸载，其中最大风险温度T4大于最大极限温度T3。

作为优选，如果进液管内冷却液的实际温度和出液管内冷却液的实际温度之差大于第一预设温差，启动报警功能。

作为优选，如果进液管内冷却液的实际温度和出液管内冷却液的实际温度之差大于第二预设温差，控制测功机对待测发动机进行卸载，其中第二预设温差大于第一预设温差。

作为优选，在启动台架冷却试验时，获取过滤器的入口和出口之间的实际压差，如果所述过滤器的入口和出口之间的实际压差大于等于预设压差，清理过滤器。

本发明的有益效果：

本发明提供的发动机试验台架冷却系统，通过设置EGR出气管的一端连通于待测发动机的EGR冷却器的顶部，另一端连通于膨胀水箱。发动机出水管一端连通于待测发动机的出水管，另一端连通于膨胀水箱，使待测发动机在试验前加注冷却液时冷却液输送管路中气体，和试验中产生的气体可以快速充分导出至膨胀水箱内。通过膨胀水箱内设置有气压传感器，利用气压传感器检测膨胀水箱内的气压，放气阀设置于膨胀水箱上，放气阀为机械式结构，如果膨胀水箱中气体压力大于放气阀设定的压力值时，气体通过放气阀进行排出，排气彻底，避免管路中因残存气体，导致待测发动机冷却液提供不足而导致损坏，提高测试结果的准确性。

本发明提供的发动机试验台架冷却方法，在利用EGR出气管和发动机出水管将待测发动机内部的气体排放至膨胀水箱内之后，如果膨胀水箱内的实际气压大于等于预设气压，控制放气阀打开，以将膨胀水箱内的气体排出。如果膨胀水箱内冷却液的实际液位小于等于最低液位，意味着试验过程中冷却液量不足，控制器控制启动水泵，使水泵向膨胀水箱输送冷却液；如果膨胀水箱内冷却液的实际液位大于等于最高液位，意味着此时试验过程中冷却液量充足，控制器控制补水泵停止工作，在保证冷却液补充充足的同时，减少水泵运行的频率，避免水泵运行的时间，避免不必要的能源浪费。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的发动机试验台架冷却系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的发动机试验台架冷却方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的发动机试验台架冷却方法的流程图；

图4是本发明实施例四提供的发动机试验台架冷却方法的流程图。

图中：

1、EGR出气管；2、水温传感器；3、发动机出水管；4、出液温度传感器；5、过滤器；6、压差传感器；7、出液阀；8、旁通阀；9、循环泵；10、水泵；11、放气阀；12、膨胀水箱；13、上液位传感器；14、下液位传感器；15、出水压力传感器；16、加热器；17、控制器；18、热交换器；19、控制阀；20、报警器；21、进水温度传感器；22、进液温度传感器；23、进水压力传感器；24、进液阀；25、开关阀；26、测功机；27、发动机控制单元；28、台架自动控制系统；29、进液管；30、出液管；31、冷却水进水管；32、冷却水出水管。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例提供了一种发动机试验台架冷却系统，用于在发动机出厂前进行台架试验，性能检测合格的发动机为合格品，其中下文待测发动机具体是指在出厂前需要进行冷却测试的发动机。该发动机试验台架冷却系统包括膨胀水箱12、水泵10和冷却液输送管路，水泵10连通于膨胀水箱12并能够向膨胀水箱12输送冷却液，水泵10为膨胀水箱12提供冷却液，膨胀水箱12起到了暂存冷却液的作用，冷却液输送管路分别连通于膨胀水箱12和待测发动机，冷却液输送管路被配置为能够向待测发动机加注冷却液并能够将待测发动机内的冷却液排出，冷却液输送管路实现对待测发动机进行加注和排出冷却液的作用。

当利用冷却液输送管路对待测发动机加注冷却液时，由于发动机内水路复杂、容量较大，如果放气管路设计不合理，或冷却系统管路中的电磁阀处于异常状态等问题，都会导致发动机试验前冷却管路内空气排出不彻底。为了解决这个问题，如图1所示，该发动机试验台架冷却系统还包括EGR出气管1、发动机出水管3及放气阀11，EGR出气管1具体为待测发动机的冷却系统的最高点，EGR出气管1的一端连通于待测发动机的EGR冷却器的顶部，另一端连通于膨胀水箱12。发动机出水管3一端连通于待测发动机的出水管，另一端连通于膨胀水箱12，其中发动机出水管3一端具体为待测发动机的出水管的最高点。在膨胀水箱12内设置有气压传感器，用于检测膨胀水箱12内的气压。放气阀11设置于膨胀水箱12上，用于排出膨胀水箱12内的气体。

本实施例提供的发动机试验台架冷却系统，通过设置EGR出气管1的一端连通于待测发动机的EGR冷却器的顶部，另一端连通于膨胀水箱12，发动机出水管3一端连通于待测发动机的出水管，另一端连通于膨胀水箱12，使待测发动机在试验前加注冷却液时冷却液输送管路中气体及试验中产生的气体，可以快速充分导出至膨胀水箱12内。通过膨胀水箱12内设置有气压传感器，利用气压传感器检测膨胀水箱12内的气压，放气阀11设置于膨胀水箱12上，放气阀11为机械式结构，如果膨胀水箱12中气体压力大于放气阀11设定的压力值时，气体通过放气阀11进行排出，排气彻底，避免管路中因残存气体，导致待测发动机冷却液提供不足而导致损坏，提高测试结果的准确性。

现有在膨胀水箱12的内部只设置一个液位传感器，只能频繁少量补液，导致等温补水的作用不明显。为了解决这个问题，如图1所示，本实施例提供的发动机试验台架冷却系统，在膨胀水箱12内分别设置有下液位传感器14和上液位传感器13，下液位传感器14用于检测膨胀水箱12的最低液位，上液位传感器13用于检测膨胀水箱12的最高液位。

在台架冷却试验启动之前，如果膨胀水箱12的液位不达下液位传感器14所指示的最低液位，发动机试验台架自动不能进行启动控制，在启动台架冷却试验时，如果膨胀水箱12的液位低于下液位传感器14所指示的最低液位，控制驱动水泵10对膨胀水箱12进行补液，如果膨胀水箱12的液位达到上液位传感器13所指示的最高液位，发动机试验台架停止注液，与现有技术一个液位传感器结构相比，采用在膨胀水箱12内设置上下两个液位传感器，极大减少了水泵10运行的频率，提升发动机试验台架冷却系统运行可靠性。

在台架冷却试验过程中，如果膨胀水箱12的液位直接超出最高液位或者其他紧急情况，为了避免造成直接较大的损失，该发动机试验台架冷却系统还包括测功机26，测功机26连接于待测发动机，用于对待测发动机进行卸载保护。通过设置测功机26，在出现特殊的突发状况时，利用测功机26对待测发动机进行卸载，使待测发动机停止运行，起到了保护作用，延长待测发动机的使用寿命。

进一步地，冷却液输送管路包括进液管29和出液管30，进液管29连通于待测发动机并用于向待测发动机加注冷却液，出液管30连通于待测发动机并能够将待测发动机内的冷却液排出。通过进液管29和出液管30的相互配合，实现冷却液的循环。进液管29和出液管30中至少一个连通于膨胀水箱12，以将冷却液输送管路内的气体直接排放至膨胀水箱12内，从而保证对待测发动机冷却液的供给量。

由于发动机铸造水腔的砂泥等异物容易在冷却液输送管路中沉积，影响输送管路设备运行，在出液管30上设置有过滤器5，在过滤器5上设置有压差传感器6，压差传感器6用于检测过滤器5的入口和出口之间的实际压差。根据过滤器5前后压差监控，当压差传感器6检测的实际压差比较大时，发出过滤器5堵塞严重的预警，提醒操作者进行及时设备维护保养，从而保证冷却液输送管路内冷却液的输送顺畅性。

为了保证冷却液进液和出液的流动方向，该冷却液输送管路包括循环泵9，循环泵9连通于进液管29和出液管30中至少一个，以保证进液管29内的冷却液能够流动至待测发动机内，冷却液从待测发动机流出后通过出液管30流出，实现冷却液的顺畅循环。

优选地，在出液管30和待测发动机之间设置有回液管，回液管上设有开关阀25，通过开启开关阀25，使待测发动机内冷却液可以直接通过开关阀25回流至水箱内，直接实现冷却液的回收。

为了能够对进液和出液进行及时有效的控制，在进液管29上设置有进液阀24，进液阀24用于控制进液管29的启闭，在出液管30上设置有出液阀7，出液阀7用于控制出液管30的启闭。进液阀24和出液阀7均为球阀结构，利用进液阀24和出液阀7能够对冷却液的进液和出液进行控制，避免冷却液进液不足影响冷却效果的情况，且可以避免待测发动机内冷却液充足造成冷却液浪费的情况，以保证冷却液的流量在适当的范围之内。

如果冷却液的温度较低，会影响待测发动机的检测性能，为了解决这个问题，如图1所示，该发动机试验台架冷却系统还包括加热器16，在加热器16的内部设置有加热电阻丝，用于对冷却液进行加热。在进液管29上设置有进液温度传感器22，进液温度传感器22用于检测进液管29内冷却液的实际温度，根据进液管29内冷却液的实际温度，使加热器16能够加热冷却液输送管路内的冷却液。如果进液温度传感器22检测到的进液管29内冷却液的实际温度比较低时，控制加热器16进行工作，加热器16能够加热冷却液输送管路内的冷却液，使冷却液的温度能够上升至合理的温度范围之内，避免冷却液过冷影响待测发动机性能测试的情况。

如果冷却液的温度较高，会影响待测发动机的检测性能，为了解决这个问题，如图1所示，该发动机试验台架冷却系统还包括冷却组件，在出液管30上设置有出液温度传感器4，出液温度传感器4用于检测出液管30内冷却液的实际温度，在待测发动机内设置有水温传感器2，水温传感器2用于检测待测发动机的实际水温，根据出液管30内冷却液的实际温度和待测发动机的实际水温，使冷却组件能够对冷却液输送管路内的冷却液进行冷却。

如果出液温度传感器4检测到的出液管30内冷却液的实际温度比较高或者待测发动机的实际水温比较高时，控制冷却组件进行工作，冷却组件能够对冷却液输送管路内的冷却液进行散热和降温，使冷却液的温度能够下降至合理的温度范围之内，避免冷却液过高影响待测发动机性能测试的情况。

具体地，如图1所示，冷却组件包括热交换器18、冷却水进水管31和冷却水出水管32，热交换器18连通于冷却液输送管路，冷却水进水管31连通于热交换器18并向热交换器18输送冷却水，冷却水出水管32连通于热交换器18并将热交换器18内的冷却水排出。通过设置冷却水进水管31和冷却水出水管32，实现对热交换器18内冷却水的供给和排出，由于热交换器18连通于冷却液输送管路，在热交换器18内实现热量交换，使冷却液输送管路内的热量通过冷却水出水管32带走，以达到冷却液输送管路降温和散热的目的。

进一步地，该冷却组件还包括进水压力传感器23、出水压力传感器15、进水温度传感器21及控制阀19，进水压力传感器23设置于冷却水进水管31上，用于检测冷却水进水管31内冷却水的压力。出水压力传感器15设置于冷却水出水管32上，用于检测冷却水出水管32内冷却水的压力。进水温度传感器21设置于冷却水进水管31上，用于检测冷却水进水管31内冷却水的温度。控制阀19设置于冷却水进水管31上，根据冷却水进水管31内冷却水的压力、冷却水出水管32内冷却水的压力、冷却水进水管31内冷却水的温度，控制控制阀19的开度。通过进水压力传感器23、出水压力传感器15、进水温度传感器21及控制阀19的相互配合，实现对冷却水的流量调节。

如果冷却液的温度在合适温度范围之内，为了避免冷却液可能会有过低或者过高的情况，在进液管29和出液管30之间通过旁通阀8相连通，即冷却液不需要利用冷却组件进行冷却或者加热器16进行加热，实现冷却液的小循环，起到了节温的作用。

进一步地，如图1所示，该发动机试验台架冷却系统还包括台架自动控制系统28、发动机控制单元27及控制器17，发动机控制单元27也可以称之为ECU，台架自动控制系统28通过ECU分别电连接于待测发动机和设置于待测发动机内部的水温传感器2，以将发动机内的各种信息传递至台架自动控制系统28。台架自动控制系统28电连接于测功机26，实现对测功机26的控制。控制器17也可以称之为PLC，台架自动控制系统28通过PLC分别电连接于下液位传感器14、上液位传感器13、水泵10、加热器16、进液温度传感器22、出液温度传感器4、压差传感器6、进水压力传感器23、出水压力传感器15、进水温度传感器21及控制阀19，这些传感器能够将各自获取的参数信息通过控制器17传递至台架自动控制系统28，使台架自动控制系统28能够对测功机26、水泵10及控制阀19等部件进行及时控制。台架自动控制系统28电连接于报警器20，控制报警器20进行声光报警，以对操作者进行提醒和警示。

通过控制器17、台架自动控制系统28及发动机控制单元27组成联合异常诊断、控制系统，并通过设置各个传感器进行辅助监控，建立发动机台架运行时以水温、压力监控为基础的冷却系统逻辑控制模型，制定对水温、压力测量参数快速分析、诊断及处置的控制方案，在控制器17、台架自动控制系统28中编写自动控制程序，实现对发动机试验台架冷却系统运行的稳定管控，保证发动机台架冷却系统异常时，能够做到快速检测、及时和准确的检测识别和处置，保证发动机试验台架冷却系统稳定运行的同时，防止因冷却系统异常导致的发动机损坏。

实施例二

本实施例提供了一种发动机试验台架冷却方法，用于对上述的发动机试验台架冷却系统进行控制，如图2所示，该发动机试验台架冷却方法包括以下步骤：

S1、利用EGR出气管1和发动机出水管3将待测发动机内部的气体排放至膨胀水箱12内；

EGR出气管1和发动机出水管3分别表示待测发动机的最高点，利用EGR出气管1和发动机出水管3将待测发动机内的气体排出，其中该气体包括在试验过程产生的气体及冷却液内存在气泡等。

S2、获取膨胀水箱12内的实际气压，如果膨胀水箱12内的实际气压大于等于预设气压，控制放气阀11打开，以将膨胀水箱12内的气体排出；

其中，在膨胀水箱12内设置有气压传感器，膨胀水箱12内的实际气压是通过气压传感器的检测而得到。放气阀11为机械阀，起到对膨胀水箱12内气体及时排出的作用。

S3、然后启动台架冷却试验，如果膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，启动水泵10，使水泵10向膨胀水箱12输送冷却液；

S4、如果膨胀水箱12内冷却液的实际液位大于等于最高液位，控制水泵10停止工作。

本实施例提供的发动机试验台架冷却方法，在利用EGR出气管1和发动机出水管3将待测发动机内部的气体排放至膨胀水箱12内之后，如果膨胀水箱12内的实际气压大于等于预设气压，控制放气阀11打开，以将膨胀水箱12内的气体排出。如果膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，意味着试验过程中冷却液量不足，控制器17控制启动水泵10，使水泵10向膨胀水箱12输送冷却液；如果膨胀水箱12内冷却液的实际液位大于等于最高液位，意味着此时试验过程中冷却液量充足，控制器17控制补水泵10停止工作，在保证冷却液补充充足的同时，减少水泵10运行的频率，避免水泵10运行的时间，避免不必要的能源浪费。

实施例三

本实施例是在实施例二的基础上，进一步保证发动机试验台架冷却系统的可靠运行。本实施例提供的发动机试验台架冷却方法，在启动台架冷却试验之前，如果膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，禁止台架启动操作。

在启动台架冷却试验之前，发动机试验台架冷却系统向待测发动机加注冷却液，如果冷却液的实际液位没有达到膨胀水箱12的最低液位，台架自动控制系统28自动控制，不允许给出启动信号，限制待测发动机在冷却液不足的情况下启动。

进一步地，在启动水泵10之后，获取水泵10的实际工作时间，如果水泵10的实际工作时间大于等于第一预设时间且膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，启动报警功能。第一预设时间具体为30s，如果水泵10连续补液大于等于第一预设时间，即超过30s，膨胀水箱12内的实际液位仍低于下液位传感器14所指示的最低液位，台架自动控制系统28控制报警器20工作，启动声光报警功能。

进一步地，在获取水泵10的实际工作时间之后，如果水泵10的实际工作时间大于等于第二预设时间且膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，控制测功机26对待测发动机进行卸载，其中第二预设时间大于第一预设时间。第二预设时间具体为2min，如果水泵10连续补液大于等于第二预设时间，即超过2min，膨胀水箱12内的实际液位仍低于下液位传感器14所指示的最低液位，台架自动控制系统28通控制测功机26启动，实现对待测发动机卸载保护功能，有效防止发动机试验台架冷却系统异常快速缺水而导致待测发动机出现损坏。

如图3所示，本实施例提供的发动机试验台架冷却方法的具体操作步骤如下所示：

S20、获取膨胀水箱12内冷却液的实际液位；

S21、在启动台架冷却试验之前，如果膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，禁止台架启动操作；

S3、启动台架冷却试验，如果膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，启动水泵10，使水泵10向膨胀水箱12输送冷却液；

S31、获取水泵10的实际工作时间；

S32、如果水泵10的实际工作时间大于等于第一预设时间且膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，启动报警功能；

S33、如果水泵10的实际工作时间大于等于第二预设时间且膨胀水箱12内冷却液的实际液位小于等于最低液位，控制测功机26对待测发动机进行卸载；

S4、如果膨胀水箱12内冷却液的实际液位大于等于最高液位，控制水泵10停止工作。

实施例四

本实施例是在实施例一的基础上对冷却液进行控制，本实施例提供的发动机试验台架冷却方法，在启动台架冷却试验时，利用进液管29向待测发动机加注冷却液，并利用出液管30将待测发动机内的冷却液排出，实现冷却液的输送。

为了实现对冷却液的温度进行控制，在利用进液管29向待测发动机加注冷却液时，获取进液管29内冷却液的实际温度，如果进液管29内冷却液的实际温度小于等于试车进水最低温度T1，利用加热器16对冷却液输送管路内的冷却液进行加热。当进液管29内冷却液的实际温度低于试车进水最低温度T1，试车进水最低温度具体为试车进水温度下限，加热器16的电阻丝进行加热，进液管29内冷却液的实际温度达到T1后，加热器16的电阻丝停止加热。

进一步地，为了实现对冷却液进行高温监控，在利用出液管30将待测发动机内的冷却液排出时，获取出液管30内冷却液的实际温度，如果出液管30内冷却液的实际温度大于等于试车出水预设温度T2，利用冷却组件对冷却液输送管路内的冷却液进行冷却。当出液管30内冷却液的实际温度低于试车出水预设温度T2，试车出水预设温度具体为试车出水理想温度，利用冷却组件对冷却液输送管路内的冷却液进行冷却，出液管30内冷却液的实际温度达到试车出水预设温度T2后，冷却组件停止冷却。

根据冷却水进水管31内冷却水的压力、冷却水出水管32内冷却水的压力、冷却水进水管31内冷却水的温度，计算需要的冷却水量，控制控制阀19的开度，即调整控制阀19的开度，并对控制器17进行PLC编程控制，控制热交换器18进行冷却液温度的及时调节和稳定控制。

进一步地，在利用出液管30将待测发动机内的冷却液排出时，获取出液管30内冷却液的实际温度和待测发动机的实际水温；如果出液管30内冷却液的实际温度和待测发动机的实际水温中至少一个大于等于试车出水最大极限温度T3，启动报警功能。

在出液管30上设置有出液温度传感器4，出液温度传感器4靠近发动机的出水管的顶部，针对发动机冷却液的温度和冷却液中出现异常高温气体可以实现及时准确的检测识别，并将检测信息传递给台架自动控制系统28；同时将发动机自身布置在出水管高点的高测量精度的水温传感器2的信息，通过发动机控制单元27传递给台架自动控制系统28，通过两个传感器的配合监测，大幅提升冷却系统水温或高温气体异常的感知能力。

进一步地，在获取出液管30内冷却液的实际温度和待测发动机的实际水温之后，如果出液管30内冷却液的实际温度和待测发动机的实际水温中至少一个大于等于试车出水最大风险温度T4，控制测功机26对待测发动机进行卸载，其中最大风险温度T4大于最大极限温度T3。如果出液管30内冷却液的实际温度达到最大风险温度T4，台架自动控制系统28将立即通过测功机26实施卸载保护，使待测发动机回到怠速运行状态。

进一步地，该发动机试验台架冷却方法还需要进行温差监控，为此，该发动机试验台架冷却方法还包括以下步骤：如果进液管29内冷却液的实际温度和出液管30内冷却液的实际温度之差大于第一预设温差，启动报警功能。

具体地，在距离待测发动机较近的冷却液输送管路的顶部设置进液温度传感器22和出液温度传感器4，将检测信息传递给台架自动控制系统28，进行进、出冷却液及时温差的动态监控。第一预设温差具体为15℃，当进液管29内冷却液的实际温度和出液管30内冷却液的实际温度之差大于15℃时，台架自动控制系统28控制报警器20工作，利用报警器20的声光报警功能进行警示。

进一步地，如果进液管29内冷却液的实际温度和出液管30内冷却液的实际温度之差大于第二预设温差，控制测功机26对待测发动机进行卸载，其中第二预设温差大于第一预设温差。第二预设温差具体为25℃，当进液管29内冷却液的实际温度和出液管30内冷却液的实际温度之差大于25℃时，台架自动控制系统28控制测功机26实施卸载保护，使待测发动机回到怠速运行状态，强化发动机试验台架冷却系统运行异常状态监控。

由于发动机铸造水腔的砂泥等异物在冷却液输送管路中沉积，影响输送管路设备运行，在启动台架冷却试验时，获取过滤器5的入口和出口之间的实际压差，过滤器5的入口和出口之间的实际压差大于等于预设压差，清理过滤器5。预设压差具体为0.5kpa，如果过滤器5的入口和出口之间的实际压差大于0.5kpa时，台架自动控制系统28控制显示屏进行故障显示，预警过滤器5堵塞严重，通知操作人员进行过滤器5清理，提醒操作者进行及时设备维护保养。

如图4所示，本实施例提供的发动机试验台架冷却方法的具体操作步骤如下：

S5、在启动台架冷却试验时，利用进液管29向待测发动机加注冷却液，并利用出液管30将待测发动机内的冷却液排出；

S6、获取进液管29内冷却液的实际温度；

S61、如果进液管29内冷却液的实际温度小于等于试车进水最低温度T1，利用加热器16对冷却液输送管路内的冷却液进行加热；

S7、获取出液管30内冷却液的实际温度；

S71、如果出液管30内冷却液的实际温度大于等于试车出水预设温度T2，利用冷却组件对冷却液输送管路内的冷却液进行冷却；

S72、获取待测发动机的实际水温；

S73、如果出液管30内冷却液的实际温度和待测发动机的实际水温中至少一个大于等于试车出水最大极限温度T3，启动报警功能；

S74、如果出液管30内冷却液的实际温度和待测发动机的实际水温中至少一个大于等于试车出水最大风险温度T4，控制测功机26对待测发动机进行卸载，其中最大风险温度T4大于最大极限温度T3；

S8、如果进液管29内冷却液的实际温度和出液管30内冷却液的实际温度之差大于第一预设温差，启动报警功能；

S81、如果进液管29内冷却液的实际温度和出液管30内冷却液的实际温度之差大于第二预设温差，控制测功机26对待测发动机进行卸载，其中第二预设温差大于第一预设温差；

S9、获取过滤器5的入口和出口之间的实际压差；

S91、如果过滤器5的入口和出口之间的实际压差大于等于预设压差，清理过滤器5。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (17)

1.一种发动机试验台架冷却系统，其特征在于，包括：

膨胀水箱(12)和水泵(10)，所述水泵(10)连通于所述膨胀水箱(12)并能够向所述膨胀水箱(12)输送冷却液，在所述膨胀水箱(12)内分别设置有下液位传感器(14)和上液位传感器(13)，所述下液位传感器(14)用于检测所述膨胀水箱(12)的最低液位，所述上液位传感器(13)用于检测所述膨胀水箱(12)的最高液位，在所述膨胀水箱(12)内设置有气压传感器，用于检测所述膨胀水箱(12)内的气压；

放气阀(11)，设置于所述膨胀水箱(12)上，用于排出所述膨胀水箱(12)内的气体；

EGR出气管(1)，所述EGR出气管(1)的一端连通于待测发动机的EGR冷却器的顶部，另一端连通于所述膨胀水箱(12)；

发动机出水管(3)，所述发动机出水管(3)一端连通于所述待测发动机的出水管，另一端连通于所述膨胀水箱(12)；

冷却液输送管路，分别连通于所述膨胀水箱(12)和所述待测发动机，所述冷却液输送管路被配置为能够向所述待测发动机加注所述冷却液并能够将所述待测发动机内的所述冷却液排出；

所述冷却液输送管路包括：

进液管(29)，连通于所述待测发动机并用于向所述待测发动机加注所述冷却液；

出液管(30)，连通于所述待测发动机并能够将所述待测发动机内的所述冷却液排出，所述出液管(30)连通于所述膨胀水箱(12)，在所述出液管(30)和所述待测发动机之间设置有回液管，所述回液管上设有开关阀(25)；

加热器(16)，在所述进液管(29)上设置有进液温度传感器(22)，所述进液温度传感器(22)用于检测所述进液管(29)内冷却液的实际温度，根据所述进液管(29)内冷却液的实际温度，使所述加热器(16)能够加热所述冷却液输送管路内的冷却液；

冷却组件，在所述出液管(30)上设置有出液温度传感器(4)，所述出液温度传感器(4)靠近于所述出液管(30)的顶部，所述出液温度传感器(4)用于检测所述出液管(30)内冷却液的实际温度，在所述待测发动机内设置有水温传感器(2)，所述水温传感器(2)用于检测所述待测发动机的实际水温，根据所述出液管(30)内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温，使所述冷却组件能够冷却所述冷却液输送管路内的冷却液。

2.根据权利要求1所述的发动机试验台架冷却系统，其特征在于，还包括测功机(26)，所述测功机(26)连接于所述待测发动机，用于对所述待测发动机进行卸载保护。

3.根据权利要求1所述的发动机试验台架冷却系统，其特征在于，在所述出液管(30)上设置有过滤器(5)，在所述过滤器(5)上设置有压差传感器(6)，所述压差传感器(6)用于检测所述过滤器(5)的入口和出口之间的实际压差。

4.根据权利要求1所述的发动机试验台架冷却系统，其特征在于，在所述进液管(29)上设置有进液阀(24)，所述进液阀(24)用于控制所述进液管(29)的启闭，在所述出液管(30)上设置有出液阀(7)，所述出液阀(7)用于控制所述出液管(30)的启闭。

5.根据权利要求1所述的发动机试验台架冷却系统，其特征在于，所述冷却组件包括：

热交换器(18)，连通于所述冷却液输送管路；

冷却水进水管(31)，连通于所述热交换器(18)并向所述热交换器(18)输送冷却水；

冷却水出水管(32)，连通于所述热交换器(18)并将所述热交换器(18)内的所述冷却水排出。

6.根据权利要求5所述的发动机试验台架冷却系统，其特征在于，所述冷却组件还包括：

进水压力传感器(23)，设置于所述冷却水进水管(31)上，用于检测所述冷却水进水管(31)内所述冷却水的压力；

出水压力传感器(15)，设置于所述冷却水出水管(32)上，用于检测所述冷却水出水管(32)内所述冷却水的压力；

进水温度传感器(21)，设置于所述冷却水进水管(31)上，用于检测所述冷却水进水管(31)内所述冷却水的温度；

控制阀(19)，设置于所述冷却水进水管(31)上，根据所述冷却水进水管(31)内所述冷却水的压力、所述冷却水出水管(32)内所述冷却水的压力、所述冷却水进水管(31)内所述冷却水的温度，控制所述控制阀(19)的开度。

7.一种发动机试验台架冷却方法，其特征在于，用于对权利要求1-6任一项所述的发动机试验台架冷却系统进行控制，所述发动机试验台架冷却方法包括以下步骤：

利用EGR出气管(1)和发动机出水管(3)将待测发动机内部的气体排放至膨胀水箱(12)内；

获取膨胀水箱(12)内的实际气压，如果膨胀水箱(12)内的实际气压大于等于预设气压，控制放气阀(11)打开，以将膨胀水箱(12)内的气体排出；

然后启动台架冷却试验，如果膨胀水箱(12)内冷却液的实际液位小于等于最低液位，启动水泵(10)，使水泵(10)向膨胀水箱(12)输送冷却液；如果膨胀水箱(12)内冷却液的实际液位大于等于最高液位，控制水泵(10)停止工作。

8.根据权利要求7所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，在启动台架冷却试验之前，如果膨胀水箱(12)内冷却液的实际液位小于等于最低液位，禁止台架启动操作。

9.根据权利要求7所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，在启动水泵(10)之后，获取水泵(10)的实际工作时间，如果水泵(10)的实际工作时间大于等于第一预设时间且膨胀水箱(12)内冷却液的实际液位小于等于最低液位，启动报警功能。

10.根据权利要求9所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，在获取水泵(10)的实际工作时间之后，如果水泵(10)的实际工作时间大于等于第二预设时间且膨胀水箱(12)内冷却液的实际液位小于等于最低液位，控制测功机(26)对待测发动机进行卸载，其中第二预设时间大于第一预设时间。

11.根据权利要求7所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，在启动台架冷却试验时，利用进液管(29)向待测发动机加注所述冷却液，并利用出液管(30)将待测发动机内的所述冷却液和气体排出；

在利用进液管(29)向待测发动机加注所述冷却液时，获取进液管(29)内冷却液的实际温度，如果进液管(29)内冷却液的实际温度小于等于试车进水最低温度T1，利用加热器(16)对冷却液输送管路内的冷却液进行加热。

12.根据权利要求11所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，在利用出液管(30)将待测发动机内的所述冷却液排出时，获取出液管(30)内冷却液的实际温度，如果出液管(30)内冷却液的实际温度大于等于试车出水预设温度T2，利用冷却组件对冷却液输送管路内的冷却液进行冷却。

13.根据权利要求11所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，在获取出液管(30)内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温之后，如果出液管(30)内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温中至少一个大于等于试车出水最大极限温度T3，启动报警功能。

14.根据权利要求13所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，在获取出液管(30)内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温之后，如果出液管(30)内冷却液的实际温度和所述待测发动机的实际水温中至少一个大于等于试车出水最大风险温度T4，控制测功机(26)对待测发动机进行卸载，其中最大风险温度T4大于最大极限温度T3。

15.根据权利要求11所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，如果进液管(29)内冷却液的实际温度和出液管(30)内冷却液的实际温度之差大于第一预设温差，启动报警功能。

16.根据权利要求15所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，如果进液管(29)内冷却液的实际温度和出液管(30)内冷却液的实际温度之差大于第二预设温差，控制测功机(26)对待测发动机进行卸载，其中第二预设温差大于第一预设温差。

17.根据权利要求7所述的发动机试验台架冷却方法，其特征在于，在启动台架冷却试验时，获取过滤器(5)的入口和出口之间的实际压差，如果所述过滤器(5)的入口和出口之间的实际压差大于等于预设压差，清理过滤器(5)。

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