CN115266110A - 一种快速冷热冲击发动机测试试验机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于发动机测试设备技术，提供了一种快速冷热冲击发动机测试试验机，包括冷热水转换系统、冷水恒温系统和热水恒温系统，所述冷热水转换系统包括冷交换板、热交换板、输出单元和热量交换管路系统，所述热量交换管路系统分别与冷交换板和热交换板通过管道连通，冷水恒温系统和热水恒温系统与热量交换管路系统分别在冷交换板和热交换板进行热交换；热量交换管路系统输送完成热交换的循环液前往输出单元对发动机进行升温或者降温作业。本发明所提供的快速冷热冲击发动机测试试验机的热量交换效率高，提高能源利用率，同时热量交换管路系统有效缩短热量交换过程的时间，提高设备工作效率。

Description

一种快速冷热冲击发动机测试试验机

技术领域

本发明属于发动机测试设备技术领域，尤其涉及一种快速冷热冲击发动机测试试验机。

背景技术

GB/T18297-2001汽车发动机性能试验方法规定了汽车用发动机性能台架试验方法，其中包括各种负荷下的动力性及经济性试验方法无负荷下的启动，机械损失功率试验方法，有关气缸密封性的活塞漏气量及消耗量的试验方法等，借此用来评定汽车发动机的性能。

现有汽车发动机性能测试试验设备中发动机内部的循环液大多直接进入加热设备或者冷却设备内进行热量交换，循环液直接进行加热和冷却时经过管线长，需要耗费大量的时间，在进行冷热转换过程中需要消耗大量能源，设备的能耗高。

发明内容

本发明提供一种快速冷热冲击发动机测试试验机，旨在解决目前现有冷热冲击试验设备进行热交换过程中耗费时间长、能耗高的问题。

本发明是这样实现的，一种快速冷热冲击发动机测试试验机，用于发动机冷热冲击测试，包括：

冷热水转换系统，所述冷热水转换系统包括冷交换板、热交换板、输出单元和热量交换管路系统，所述具备分流作用的热量交换管路系统内的循环液与冷交换板和热交换板进行热量交换后送往输出单元，所述输出单元将循环液输送至发动机的冷却系统，完成热交换的循环液再次通过输出单元返回热量交换管路系统；

冷水恒温系统，所述冷水恒温系统与冷交换板的冷却段连通，为经过冷交换板的循环液进行冷却；

热水恒温系统，所述热水恒温系统与热交换板的加热段连通，为经过热交换板的循环液进行加热。

优选地，所述冷交换板和热交换板均为换热器，所述冷交换板上设有的循环液进口Ⅰ和循环液出口Ⅰ；热交换板上设有循环液进口Ⅱ和循环液出口Ⅱ。

优选地，所述热量交换管路系统包括：

热转换三通阀，所述热转换三通阀的进口与内循环系统连通，所述热转换三通阀的一个出口与循环液进口Ⅱ连通；

冷转换三通阀，所述冷转换三通阀的进口与热转换三通阀的一个出口连通；所述冷转换三通阀的一个出口与循环液进口Ⅰ连通；

主回路，所述循环液出口Ⅰ处设有冷转换止回阀，所述循环液出口Ⅱ处设有热转换止回阀，所述冷转换止回阀和热转换止回阀与主回路通过管道连通，所述冷转换三通阀另一个出口与主回路连通，所述主回路将循环液输送至输出单元。

优选地，所述热转换三通阀和冷转换三通阀为三通比例阀。

优选地，所述主回路上依次设有出口压力表、出口压力开关、出口感温线和出口球阀。

优选地，所述冷热水转换系统内设有内循环系统，所述内循环系统将输出单元内回收后循环液再次送往热量交换管路系统，所述内循环系统包括转换系统循环泵、膨胀水箱和集气筒，所述集气筒与输出单元通过管道连通；膨胀水箱与集气筒连通，所述膨胀水箱的与转换系统循环泵通过管道连通，所述转换系统循环泵通过管道与热转换三通阀的进口连通。

优选地，所述冷水恒温系统包括冷冻水箱、内循环泵、外循环泵和内冷凝系统，所述存储冷却液的冷冻水箱与内冷凝系统通过内循环泵管道连通，所述内冷凝系统包括冷凝器、压缩机和蒸发器，所述内循环泵输送过来的冷却液在蒸发器与冷凝器过来的冷凝液进行换热，完成换热的冷凝液进入压缩机压缩后重新回到冷凝器重新冷凝；所述冷冻水箱通过外循环泵将冷却液送至冷交换板与循环液进行换热；

优选地，所述热水恒温系统包括加热器、热水恒温循环泵和热储液罐，所述回收热水恒温系统内热储液的热储液罐一端与热交换板连通，另一端与热水恒温循环泵连通；所述热水恒温循环泵通过管道将热储液罐内的热储液送往加热器内加热，在加热器内完成加热的热储液通过管道再次进入热交换板。

优选地，所述内加热系统还包括补水模块，所述补水模块与热储液罐流向热水恒温循环泵的管道连通。

优选地，所述补水模块包括补水泵和进水口，补水泵将进水口进来的水泵入热储液罐流向热水恒温循环泵的管道内。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

1、本发明所提供的快速冷热冲击发动机测试试验机通过热量交换管路系统让循环液在冷交换板和热交换板完成加热和冷却，便于循环液快速的升温或者降温，节省升温和降温过程所需要时间，提高设备的工作效率。

2、本发明所提供的快速冷热冲击发动机测试试验机通过冷热水转换系统、冷水恒温系统和热水恒温系统进行热量交换，提高快速冷热冲击发动机测试试验机的热量交换效率，有效提高能源利用率，减少能源损耗。

附图说明

图1是本发明提供的一种快速冷热冲击发动机测试试验机的结构示意图。

图2是本发明提供的一种快速冷热冲击发动机测试试验机的冷热水转换系统结构示意图。

图3是本发明提供的一种快速冷热冲击发动机测试试验机的中冷水恒温系统结构示意图。

图4是本发明提供的一种快速冷热冲击发动机测试试验机的中热水恒温系统的结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明实施例提供了一种快速冷热冲击发动机测试试验机，用于发动机冷热冲击测试，如图1-图4所示，所述快速冷热冲击发动机测试试验机包括：

冷热水转换系统5，所述冷热水转换系统5包括冷交换板1、热交换板2、输出单元510、热量交换管路系统和内循环系统，所述热量交换管路系统分别与冷交换板1和热交换板2通过管道连通，热量交换管路系统通过冷交换板1和热交换板2对内循环系统进行加热或者冷凝后，将合适循环液送往输出单元对发动机进行加热或者降温；

冷水恒温系统3，所述冷水恒温系统3包括冷冻水箱301、外循环泵311、内循环泵312和内冷凝系统，所述内循环泵312、内冷凝系统与冷冻水箱301之间通过管道连通，由内冷凝系统进行冷凝转换后的冷却液被管道送至冷冻水箱301进行存储；所述冷冻水箱301、外循环泵311和冷交换板1之间通过管道连通，所述冷冻水箱301中冷却液通过外循环泵311送往冷交换板1中对冷热水转换系统5过来的循环液进行冷却；完成冷却的冷却液会通过管道重新回到冷冻水箱301内，同时冷冻水箱301冷却液会通过内循环泵312不断进入内冷凝系统进行冷凝，保证冷冻水箱301冷却液能够满足对冷热水转换系统5中的循环液冷却的目的；

热水恒温系统4，所述热水恒温系统4包括内加热系统和热储液罐430，所述热储液罐430与热交换板2连通，从热交换板2中回收回来的热储液会先进入所述热储液罐430中，所述热储液罐430中热储液会通过内加热系统进行加热后再次通过管道输送至热交换板2中，到达热交换板2中热储液在对冷热水转换系统5过来的循环液进行升温之后，再次回到热储液罐430，完成整个热量交换的过程；

发动机测试台架，所述发动机测试台架用于安放发动机，所述输出单元510设置在发动机测试台上；

本实施例中，所述发动机测试台架为现有技术，为发动机测试过程提供设备的固定平台，所述输出单元510设于发动机测试台架上，便于与发动机进行管道连通；

在本实施例中，输出单元510为现有技术，可以控制进入发动机内循环液的流量与流速，输出单元510上设有循环液进口Ⅲ和循环液出口Ⅲ，所述发动机的冷却系统进口通过管道与循环液进口Ⅲ连通，所述发动机的冷却系统出口通过管道与循环液出口Ⅲ连通，所述热量交换管路系统内的循环液通过输出单元510进入发动机的冷却系统，完成对发动机的冷热冲击试验；

在本实施例中，所述热量交换管路系统包括热转换三通阀540、冷转换三通阀550、冷转换止回阀561、热转换止回阀562和主回路；所述热转换三通阀540的进口与内循环系统系统的出口连通，所述热转换三通阀540的一个出口与热交换板2上设有的循环液进口Ⅱ连通，所述热转换三通阀540的另一个出口与冷转换三通阀550的进口连通，所述冷转换三通阀550的一个出口与冷交换板1的上设有的循环液进口Ⅰ连通，另一个出口与主回路连通，所述冷交换板1上设有循环液出口Ⅰ,所述循环液出口Ⅰ与冷转换止回阀561连通；

所述热交换板2上设有循环液出口Ⅱ，所述循环液出口Ⅱ与热转换止回阀562连通；所述冷转换止回阀561和热转换止回阀562和主回路连通；所述主回路与输出单元510连通，所述主回路将经过冷凝或者升温的循环液送到输出单元510内，完成对发动机的加热降温后，送到内循环系统内进行降压稳定；完成降压稳定的循环液会再次在冷交换板1和热交换板2进行处理后重新进入发动机冷却系统；

所述热量交换管路系统根据外界输入的参数对循环液进行相应处理；输出单元510通过管道与发动机的冷却系统连通，当输出单元510需要对发动机的冷却系统升温时，所述热转换三通阀540打开通往热交换板2和冷转换三通阀550的出口，所述冷转换三通阀550上通往冷交换板1的出口关闭，打开通往主回路的出口；所述热转换三通阀540和冷转换三通阀550均为三通比例调节阀，根据温度变化情况不断调整热转换三通阀540和冷转换三通阀550的进出量，保证循环液吸收到恒定热量来到输出单元510处对发动机进行加热，当热量需求减少时，所述热转换三通阀540上流向冷转换三通阀550的流量增加，减少循环液流向热交换板2的流量，当热量需求减少时，所述热转换三通阀540上流向冷转换三通阀550的流量减少，增加循环液流向热交换板2的流量；

当输出单元510需要需要对发动机的冷却系统降温时，所述热转换三通阀540关闭通往热交换板2的通道同时打开通往冷转换三通阀550的出口；所述冷转换三通阀550上通往冷交换板1的出口和通往主回路的出口均开启，当冷却需求减少时，所述冷转换三通阀550上增加流向主回路的流量，减少循环液流向冷交换板1的流量；当冷却需求增加时，所述冷转换三通阀550上减少流向主回路的流量，增加循环液流向冷交换板1的流量；

通过热量交换管路系统配合冷交换板1和热交换板2来对通过输出单元510进入发动机冷却系统的循环液进行升温降温，有效的提高能量的利用率，同时采用冷水恒温系统3和热水恒温系统4两套恒温系统来对冷热水转换系统5进行升温或者冷却，大幅度减少了冷热水转换系统5中循环液加热或者降温的时间，节省了时间，提高了循环液循环效率，加快了冷热冲击发动机测试的测试进程，大幅度的降低了设备投入成本；

本发明进一步优选实施例中，所述主回路上依次设有出口压力表511、出口压力开关512、出口感温线513和出口球阀514，所述出口感温线513和出口压力表511对主回路中循环液的温度和压力情况进行实时监测，操作人员可以以此了解进入输出单元510的循环液情况，以便对热量交换管路系统的阀门进行相应的控制调整；

本发明进一步优选实施例中，所述内循环系统包括转换系统循环泵501、膨胀水箱520和集气筒530，所述集气筒530与输出单元510连通；所述集气筒530的进口处设有集气筒入口球阀531和集气筒入口感温线532，所述集气筒入口感温线532可以对循环液的温度进行监控，所述膨胀水箱520与集气筒530连通，所述膨胀水箱520处设有水箱液位传感器521和水箱液位开关522，所述水箱液位传感器521配合水箱液位开关522检测膨胀水箱520内的液位情况，所述膨胀水箱520的底部设有管道与转换系统循环泵501连通，所述转换系统循环泵501通过管道与热转换三通阀540的进口连通；

在本实施例中，所述膨胀水箱520和集气筒530均为现有技术，所述集气筒530对管道中气体进行收集处理，避免管道内部出现气压过高造成管道破损，所述膨胀水箱520对循环液进行收集存储，提高设备运行过程中的稳定性；

本发明进一步优选实施例中，内冷凝系统包括冷凝器320、压缩机330、膨胀阀340、干燥过滤器350和蒸发器360，所述内循环泵312输送过来的冷却液在蒸发器360与冷凝器320过来的冷凝液进行换热，完成换热的冷凝液进入压缩机330压缩后回到冷凝器320，所述冷凝器320通过冷却水进行冷凝；

在本实施例中，所述冷凝器320流向蒸发器360的管道上还设有膨胀阀340和干燥过滤器350，干燥过滤器350对冷凝液进行干燥处理，所述膨胀阀340提高设备内部压力稳定性，降低管道内部压力；

本发明进一步优选实施例中，所述外循环泵311流向冷交换板1的管道上设有冷水感温线313、冷水三通比例阀314和冷水电磁阀315，所述冷交换板1流向冷冻水箱301的管道与冷水三通比例阀314连通；

在本实施例中，所述冷水感温线313对冷却液进行温度检测，冷水三通比例阀314会直接将从冷交换板1的返回冷却液补充到进入冷交换板1的新冷却液内，通过调节新冷却液中返回冷却液的含量来控制新冷却液的冷却效果，满足对循环液冷却工作；

本发明进一步优选实施例中，所述内加热系统包括补水模块、加热器410和热水恒温循环泵400，热水恒温循环泵400通过管道与热储液罐430连通，所述补水模块安装在，所述补水模块包括防止热水回流的热水止回阀401、控制进水流量开启的补水阀402、补水泵403、控制补水开关的补水球阀404和进水口；补水泵403将进水口进来的水泵入热储液罐430流向热水恒温循环泵400的管道内，所述热水恒温循环泵400将补水模块和热储液罐430输送过来的热储液送往加热器410进行加热后，再通过管道送往热交换板2；

在实施例中，所述热储液罐430上设有排气液压阀431、热储液罐液位开关432、热储液罐压力表433和热储液罐高压开关434，所述排气液压阀431为现有技术，保证热储液罐430内部气压的稳定性，所述热交换板2流向热储液罐430的管道上设有热水入口球阀435和热水入口温度传感器436，所述热水入口温度传感器436监测热储液的温度情况，便于加热器410和补水模块进行加热和补水控制；

在实施例中，所述加热器410上设有超温传感器415，保障加热器410正常工作状态，所述加热器410流向热交换板2的管道上设有高压安全阀411、热水出口压力表412、热水出口温度表413和热水出口球阀414，流向热交换板2的热储液温度压力情况实时记录反馈，便于操作人员根据这些信息对流经热交换板2的循环液进行及时调整，让循环液达到合适的工艺条件；

需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通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，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种快速冷热冲击发动机测试试验机，用于发动机冷热冲击测试，其特征在于，包括：

冷热水转换系统，所述冷热水转换系统包括冷交换板、热交换板、输出单元和热量交换管路系统，所述具备分流作用的热量交换管路系统内的循环液与冷交换板和热交换板进行热量交换后送往输出单元，所述输出单元将循环液输送至发动机的冷却系统，完成热交换的循环液再次通过输出单元返回热量交换管路系统；

冷水恒温系统，所述冷水恒温系统与冷交换板的冷却段连通，为经过冷交换板的循环液进行冷却；

热水恒温系统，所述热水恒温系统与热交换板的加热段连通，为经过热交换板的循环液进行加热。

2.如权利要求1所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述冷交换板和热交换板均为换热器，所述冷交换板上设有循环液进口Ⅰ和循环液出口Ⅰ；热交换板上设有循环液进口Ⅱ和循环液出口Ⅱ。

3.如权利要求2所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述热量交换管路系统包括：

热转换三通阀，所述热转换三通阀的进口与内循环系统连通，所述热转换三通阀的一个出口与循环液进口Ⅱ连通；

冷转换三通阀，所述冷转换三通阀的进口与热转换三通阀的一个出口连通；所述冷转换三通阀的一个出口与循环液进口Ⅰ连通；

主回路，所述循环液出口Ⅰ处设有冷转换止回阀，所述循环液出口Ⅱ处设有热转换止回阀，所述冷转换止回阀和热转换止回阀与主回路通过管道连通，所述冷转换三通阀另一个出口与主回路连通，所述主回路将循环液输送至输出单元。

4.如权利要求3所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述热转换三通阀和冷转换三通阀为三通比例阀。

5.如权利要求4所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述主回路上依次设有出口压力表、出口压力开关、出口感温线和出口球阀。

6.如权利要求5所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述冷热水转换系统内设有内循环系统，所述内循环系统将输出单元内回收的循环液送往热量交换管路系统，所述内循环系统包括转换系统循环泵、膨胀水箱和集气筒，所述集气筒与输出单元通过管道连通；膨胀水箱与集气筒连通，所述膨胀水箱的与转换系统循环泵通过管道连通，所述转换系统循环泵通过管道与热转换三通阀的进口连通。

7.如权利要求6所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述冷水恒温系统包括冷冻水箱、内循环泵、外循环泵和内冷凝系统，所述存储冷却液的冷冻水箱与内冷凝系统通过内循环泵管道连通，所述内冷凝系统包括冷凝器、压缩机和蒸发器，所述内循环泵输送过来的冷却液在蒸发器与冷凝器过来的冷凝液进行换热，完成换热的冷凝液进入压缩机压缩后重新回到冷凝器重新冷凝；所述冷冻水箱通过外循环泵将冷却液送至冷交换板与循环液进行换热。

8.如权利要求7所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述热水恒温系统包括加热器、热水恒温循环泵和热储液罐，所述回收热水恒温系统内热储液的热储液罐一端与热交换板连通，另一端与热水恒温循环泵连通；所述热水恒温循环泵通过管道将热储液罐内的热储液送往加热器内加热，在加热器内完成加热的热储液通过管道再次进入热交换板。

9.如权利要求8所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述内加热系统还包括补水模块，所述补水模块与热储液罐流向热水恒温循环泵的管道连通。

10.如权利要求9所述的一种快速冷热冲击发动机测试试验机，其特征在于，所述补水模块包括补水泵和进水口，补水泵将进水口进来的水泵入热储液罐流向热水恒温循环泵的管道内。

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