CN114167910A - 一种试验室动力总成部件温度控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种试验室动力总成部件温度控制装置，包括组合式水带、水箱、水泵、控制处理器，所述的组合式水带的出水口连接水箱的入水口，水泵的入水口设置在水箱的底部，水泵的出水口连接冷热交换机的入水口，冷热交换机的出水口连接组合式水带的入水口。本发明通过采用有一定柔度的水带单元相互之间的任意配合，从而可以实现对任意形状部件的包覆，进而通过对同一个部件包覆的水带单元分别搭配对应的温度控制的冷热交换单元，通过检测包覆部件的温度以及冷热交换器对应出水口的温度，从而可以控制冷热水比例和流量，进而很好的对部件的温度进行保持，大大提高实验数据的有效性。

Description

一种试验室动力总成部件温度控制装置

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种试验室动力总成部件温度控制装置。

背景技术

目前，由于发动机、变速箱、驱动桥等底盘关键零部件的工作寿命长短涉及到产品设计、制造、材料、工艺、制造过程中的质量管理以及用户使用维修的水平等条件。因此在新产品开发定型试验或生产工艺、材料有重大变更时，就要进行产品的耐久性试验，以便确定零部件工作寿命是否满足需要。由于耐久试验需对零部件表面温度（模拟整车工作状况）有着一定要求，而现有底盘总成零部件温控系统是通过油泵将润滑油在零件外部进行循环同时在油箱处对润滑油进行加热或冷却，以此控制底盘总成零部件表面温度。但由于零部件运转过程中，不同部位产生的热量不同，而现有温控系统是通过对润滑油的温度控制进行整体控制，并不能兼顾到各个部位，也不能根据零部件表面温度进行自动调节。

具体的，如图1所示现有底盘总成零部件温控系统是由管路、油泵、油箱及冷热交换机组成，其工作原理是通过油泵提供动力将零部件内的润滑油由卸油口不断引出，注入到外部油箱内，同时试验人员不断检测零部件表面温度，根据零部件表面温度情况调节冷热交换机，对油箱内的润滑油进行加热或冷却，最后将加热或冷却后的润滑油通过注油口注入到试验样件内，以此不断对润滑油进行循环，待零部件表面温度达到试验要求温度后，通过冷热交换机将油箱内润滑油温度与零部件温度保持一致，以此保持零部件表面温度。

根据此控制底盘总成零部件表面温度，由于零部件运转过程中，不同部位间产生的热量不同，而现有温控系统是通过对润滑油的温度控制进行整体控制，并不能兼顾到各个部位，也不能根据零部件表面温度进行自动调节。所以在实际的实验阶段进行测量时，还具有以下缺点：①驱动桥、变速箱等底盘总成在试验运转过程中，不同部位产生热量不同，通过润滑油冷热循环只能整体改变调整温度，进而造成部件不同部位的温度有一定差距，给试验结果带来一定误差；②试验开始前需提前准备与零部件相同型号的润滑油，同时清洗循环设备（温控设备），以此避免不同型号润滑油混杂给零部件造成损伤，也因此在试验准备阶段浪费时间及费用；③现有温控设备在对润滑油进行循环过程中针对零部件内部油压有一定影响，从而改变了零部件的运行状况，对试验结果有一定影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种试验室动力总成部件温度控制装置，能够针对动力总成各个部件进行单独温度控制，且实时根据需求进行自动调节，使温度控制满足实验的需求。

本发明采用的技术方案为：

一种试验室动力总成部件温度控制装置，包括组合式水带、水箱、水泵、用于对水温进行调节的冷热交换机、温度检测模块和用于接收温度检测模块信号并发送控制信号到水泵和冷热交换机的控制处理器，所述的组合式水带的出水口连接水箱的入水口，水泵的入水口设置在水箱的底部，水泵的出水口连接冷热交换机的入水口，冷热交换机的出水口连接组合式水带的入水口；

所述的温度检测模块包括用于检测组合式水带水温的带体温度传感器，检测冷热交换器中冷水水温的冷水温度传感器、检测冷热交换器中热水水温的热水温度传感器和检测冷热交换器中出水口水温的混合水温度传感器；

所述的组合式水带由多个水带单元构成，所述的水带单元包括带体，带体的上端面的两端分别开设有注水口和出水口，带体内部为中空腔体，注水口和出水口分别与中空腔体连通；所述的带体左右两侧分别设置有相互配合的滑槽和滑轨，所述带体前后两端也分别设置有相互配合的滑槽和滑轨。

所述的冷热交换机包括多个结构相同冷热交换单元，所述的冷热交换单元包括由水栅和风扇构成的制冷器和由加热体和加热腔构成的加热器以及出水控制比例阀构成，所述的水栅的入水口和加热腔的入水口均分别与水泵的出水口连通，所述的水栅的出水口和加热腔的出水口分别通过冷水管道和热水管道与水控制比例阀的入水口相连通，加热体用于对加热腔内水进行升温，水控制比例阀的出水口通过出水管道与对应组合式水带的入水口连通。

所述的多个水带单元中的注水口和出水口依次串联设置。

所述的组合式水带有多个，多个组合式水带分别用于对不同的零部件表面进行包覆。

还包括有连接块轨道，所述的连接块轨道的两侧分别设置有与带体两侧大小相同的滑槽和滑轨，用于对两个带体进行跨度的连接。

所述的带体采用氧化锆纤维。

所述的带体下端面开设有传感器安装螺纹孔，用于方便传感器的安装和拆卸，且安装后便于对带体的问题进行有效监测。

所述带体的前部以及后部的滑槽或者滑轨上均开设有扎带孔，便于扎带穿过而对组合式水带进行包覆固定。

还包括有集水器，所述的集水器设置在组合式水带的出水口与水箱之间，用于对多个组合式水带的出水进行导引。

所述的集水器包括面板和漏斗型集水腔，所述的面板密封盖合设置在漏斗型集水腔的上端面，漏斗型集水腔的底部出口为出水口，面板上均匀开设有多个进水口，用于分别与不同组合式水带出水口连通。

本发明通过采用有一定柔度的水带单元相互之间的任一配合，从而可以实现对任意形状部件的包覆，同时搭配可以温度控制的冷热交换机，通过检测包覆部件的温度以及冷热交换器对应出水口的温度，从而可以很好的对部件的温度进行保持，进一步的，多个部件也可以同时进行包覆，搭配对应的冷热交换单元，即可对多个部件同时进行不同温度的保持，为车辆的温度控制实验提供保证，同时，还可以通过对同一个部件包覆的水带单元进行分别对应一个冷热交换单元，进一步的提高实验数据的有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述带体的结构示意图；

图3为本发明图2的仰视图；

图4为本发明所述连接块的结构示意图；

图5为本发明所述冷热交换单元的结构示意图；

图6为本发明所述制冷器和加热器的结构位置示意图；

图7为本发明所述集水器的结构示意图；

图8为本发明所述带体之间连接方式的示意图；

图9为本发明的使用效果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有付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。

如图1、2 和3-9所示，本发明包括组合式水带、水箱13、水泵14、用于对水温进行调节的冷热交换机45、温度检测模块和用于接收温度检测模块信号并发送控制信号到水泵14和冷热交换机45的控制处理器33，所述的组合式水带的出水口连接水箱13的入水口，水泵14的入水口设置在水箱13的底部，水泵14的出水口连接冷热交换机45的入水口，冷热交换机45的出水口15连接组合式水带的入水口，入水口处还设置有温度传感器接口，用于安装温度传感器；

所述的组合式水带由多个水带单元44构成，所述的水带单元44包括带体3，带体3的上端面的两端分别开设有注水口1和出水口2，带体3内部为中空腔体，注水口1和出水口2分别与中空腔体连通；所述的带体3左右两侧分别设置有相互配合的滑槽和滑轨，所述带体前后两端也分别设置有相互配合的滑槽和滑轨。所述的水带单元的前后端还分别设置有扎带孔，用于后期包覆时，扎带方便穿过包扎，使其包覆更加贴合，不松动。

本发明通过组合式水带的设置，可以使多个水带单元之间通过两侧或者前后的滑槽和滑轨的配合下相互组合，进而可以根据实际的需求组合成任意大小，且包覆贴合在单个待温度控制部件的外部，进而可以通过控制处理器对其流水的速度进行控制，实现单个部件的温度精确控制。

实际使用中，所述的水带单元44包括含注水口1、出水口2、带体3、后部滑槽4、后部扎带孔5、左部滑槽6、前部扎带孔7、右部轨道8、传感器安装螺纹孔9、前部轨道10、连接块滑槽11、连接块轨道12、温度传感器29、温度传感接线孔、温度传感器螺柱。其中加热水或冷却水从注水口1注入，从出水口2处流出，以此完成与零部件表面的热量交换。带体3采用耐热、耐冷柔软材料，以便于贴附在零部件表面。水带后部滑槽4、左部滑槽6、连接块滑槽11均可与右部轨道8、前部轨道10、连接块轨道12进行连接（卡和），且滑槽与轨道均采用柔软材料，能够伴随带体3进行弯曲。前部扎带孔7可与后部扎带孔5通过扎带60连接，实际使用中，根据需求还可以通过束带61等使装置与待测温部件贴合更加紧密。传感器安装螺纹孔9可与温度传感器螺柱配合进行拆装。

带体3采用耐热、耐冷柔软材料，以便于贴附在零部件表面。水带后部滑槽4、左部滑槽6、连接块滑槽11均可与右部轨道8、前部轨道10、连接块轨道12进行连接（卡和），且滑槽与轨道均采用柔软材料，能够伴随带体3进行弯曲。前部扎带孔7可与后部扎带孔5通过扎带连接。传感器安装螺纹孔9可与温度传感器螺柱配合进行拆装。

实际使用时，可以根据实际的需求对水带单元进行组合，常见的组合性水带连接形式：如图8所示在试验开始后可将不同长度及宽度的水带进行连接，其中的连接形式主要分为4种：（A连接）后部滑槽4（前部轨道10）与右部轨道8（左部滑槽6）连接；（B连接）后部滑槽4与前部轨道10连接；（C连接）右部轨道8与左部滑槽6；（D连接）连接块与右部轨道8或左部滑槽6连接（便于前端水带弯曲）；通过以上4中连接方式实现了水带覆盖零部件表面的目的。

所述的温度检测模块包括用于检测组合式水带水温的带体温度传感器29，检测冷热交换器中冷水水温的冷水温度传感器26、检测冷热交换器中热水水温的热水温度传感器23和检测冷热交换器中出水口水温的混合水温度传感器34。通过温度检测模块，从而可以实时获取组合式水带的待温度控制部件表面的温度，同时通过实时获取组合式水带对应的冷热交换机的冷水和热水的流量大小，进而控制器输出到组合式水带的温度，进而进行连续的调整，即可实现对待温度控制部件表面温度的保持。

所述的组合式水带44有多个，多个组合式水带44分别用于对不同的零部件表面进行包覆。

如图5和图6所示，所述的冷热交换机包括多个结构相同冷热交换单元，所述的冷热交换单元包括由水栅18和风扇17构成的制冷器和由加热体和加热腔构成的加热器20以及出水控制比例阀22构成，所述的水栅18的入水口和加热腔的入水口均分别与水泵14的出水口连通，所述的水栅18的出水口和加热腔的出水口分别通过冷水管道25和热水管道24与水控制比例阀22的入水口相连通，加热体用于对加热腔内水进行升温，水控制比例阀22的出水口通过出水管道27与对应组合式水带的入水口连通。通过设置多个组合式水带以及与其对应的冷热交换单元，从而可以同时实现对多个不同待温度控制部件表面温度的独立保持。冷热交换设备实际使用时，二者上下设置，通过底板21和中部隔板19进行分离，使二者工作时相互不受影响：为了方便

实际使用中，冷热交换器外出水口的附近还设置有温度传感器接口16，用于方便传感器的安装和拆卸。

本发明中，所述多个水带单元44中的注水口和出水口可以依次串联设置，此时每个组合水带只有一个进水口和出水口，这样既可实现多个包覆部件的同时温度控制，且温度控制独立；当要实现非常精确温度控制时，可以使多个水带单元44的每个注水口对应一个冷热交换单元，这样同一个部件包覆的水带单元都同时进行温度检测和控制，这样能够实现更加快速准确的温度保持。

如图4所示，还包括有连接块轨道，所述的连接块轨道的两侧分别设置有与带体两侧大小相同的滑槽11和滑轨12，用于对两个带体进行跨度的连接，实际使用时，由于带体自身的宽度限制，在遇到大角度时通过连接块轨道进行连接可以实现更好的角度跨越。

所述的带体3采用氧化锆纤维，氧化锆纤维不仅耐高温、防水，而且具有一定的柔性，可以满足包覆测温的需求。

所述的带体3下端面开设有传感器安装螺纹孔9，用于方便传感器的安装和拆卸，且安装后便于对带体的温度进行有效监测。

所述带体3的前部以及后部的滑槽或者滑轨上均开设有扎带孔，便于扎带穿过而对组合式水带进行包覆固定。

如图7所示，还包括有集水器43，所述的集水器43设置在组合式水带的出水口与水箱之间，用于对多个组合式水带的出水进行导引。所述的集水器包括面板和漏斗型集水腔，所述的面板密封盖合设置在漏斗型集水腔的上端面，漏斗型集水腔的底部出口为出水口32，面板上均匀开设有多个进水口31，用于分别与不同组合式水带出水口连通。

技术实现方案：温度控制装置包括：组合式水带、出水收集齐、水箱、水泵组成、冷热交换机，其中组合型水带前后及左右位置带有卡槽，可根据零部件表面形状及试验需求，选着不同长度及宽度的水带进行自由组合，以便于水带能够覆盖零部件表面，同时针对不同部位进行控制，水带背部装有温度传感器以便对部件表面温度进行检测。出水收集器用于收集水带出水口流出的循环水，并对循环水进行汇集送入到水箱内，水泵为水循环提供动力。冷热交换机内装有分度阀，可以根据水带背部温度传感器的信号，调整注水温度，从而对零部件表面温度进行控制。

本发明具体工作时，由水泵14提供动力将水从水箱13内注入到水栅18及加热器20内进行冷却（水栅18配合冷却风扇17）或加热，冷水和热水分别经冷水管道25及热水管道24抵达比例阀22处，比例阀22根据处理器33处理后的温度信号（通过传感器接口16收集的温度传感器29信号、温度传感器34、温度传感器23、温度传感器26），调节冷却水25及加热水24的流量，进而控制出水连接管27内水的温度，出水连接管27与注水口15连接，通过组合水带后流入31，最终流入水箱内，进入下一个循环，通过多个循环的温度控制，使有当前循环的组合式水带包覆的部件温度保持在要求的温度范围内，同理，通过分别的温度测量和流量阀比例阀的调整控制，可以实现不同组合式水带包覆的部件温度保持在各自要求的温度范围内。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及运用技术原理。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较详细的说明，但本发明不限于这里所述的特定实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等有效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：包括组合式水带、水箱、水泵、用于对水温进行调节的冷热交换机、温度检测模块和用于接收温度检测模块信号并发送控制信号到水泵和冷热交换机的控制处理器，所述的组合式水带的出水口连接水箱的入水口，水泵的入水口设置在水箱的底部，水泵的出水口连接冷热交换机的入水口，冷热交换机的出水口连接组合式水带的入水口；

所述的温度检测模块包括用于检测组合式水带水温的带体温度传感器，检测冷热交换器中冷水水温的冷水温度传感器、检测冷热交换器中热水水温的热水温度传感器和检测冷热交换器中出水口水温的混合水温度传感器；

所述的组合式水带由多个水带单元构成，所述的水带单元包括带体，带体的上端面的两端分别开设有注水口和出水口，带体内部为中空腔体，注水口和出水口分别与中空腔体连通；所述的带体左右两侧分别设置有相互配合的滑槽和滑轨，所述带体前后两端也分别设置有相互配合的滑槽和滑轨。

2.根据权利要求1所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：所述的冷热交换机包括多个结构相同冷热交换单元，所述的冷热交换单元包括由水栅和风扇构成的制冷器和由加热体和加热腔构成的加热器以及出水控制比例阀构成，所述的水栅的入水口和加热腔的入水口均分别与水泵的出水口连通，所述的水栅的出水口和加热腔的出水口分别通过冷水管道和热水管道与水控制比例阀的入水口相连通，加热体用于对加热腔内水进行升温，水控制比例阀的出水口通过出水管道与对应组合式水带的入水口连通。

3.根据权利要求1所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：所述的多个水带单元中的注水口和出水口依次串联设置。

4.根据权利要求2所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：所述的组合式水带有多个，多个组合式水带分别用于对不同的零部件表面进行包覆。

5.根据权利要求1所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：还包括有连接块轨道，所述的连接块轨道的两侧分别设置有与带体两侧大小相同的滑槽和滑轨，用于对两个带体进行跨度的连接。

6.根据权利要求1所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：所述的带体采用氧化锆纤维。

7.根据权利要求1所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：所述的带体下端面开设有传感器安装螺纹孔，用于方便传感器的安装和拆卸，且安装后便于对带体的问题进行有效监测。

8.根据权利要求1所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：所述带体的前部以及后部的滑槽或者滑轨上均开设有扎带孔，便于扎带穿过而对组合式水带进行包覆固定。

9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：还包括有集水器，所述的集水器设置在组合式水带的出水口与水箱之间，用于对多个组合式水带的出水进行导引。

10.根据权利要求9所述的试验室动力总成部件温度控制装置，其特征在于：所述的集水器包括面板和漏斗型集水腔，所述的面板密封盖合设置在漏斗型集水腔的上端面，漏斗型集水腔的底部出口为出水口，面板上均匀开设有多个进水口，用于分别与不同组合式水带出水口连通。

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