CN115452385A - 一种试验室防冻液自动补充装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机台架测试技术领域，具体涉及一种试验室防冻液自动补充装置及控制方法，该装置包括补液箱、多个试验室和安装在试验室内的发动机，补液箱上安装有第一传感装置，多个试验室内均设置有膨胀水箱，膨胀水箱与发动机连接，膨胀水箱上安装有第二传感装置，补液箱与膨胀水箱之间设置有补液管路，补液管路包括防冻液输送管路和防冻液分散管路，防冻液输送管路的一端与补液箱连接，另一端与防冻液分散管路连接，防冻液分散管路与膨胀水箱连接。其目的是：用来解决背景技术中指出的现有技术中存在的缺陷，通过本申请提供的方案，可以实现对多个试验室的防冻液进行监控和自动补充，节约成本，且精准补液。

Description

一种试验室防冻液自动补充装置及控制方法

技术领域

本发明属于发动机台架测试技术领域，具体涉及一种试验室防冻液自动补充装置及控制方法。

背景技术

发动机在开发过程中需要进行诸如标定、性能测试、可靠性试验等台架试验，以满足性能和可靠性要求。在进行台架试验时需要使用整车防冻液对运行中的发动机进行冷却，而在试验过程中由于泄漏、高温等因素会导致防冻液减少，当低于液位下限时需停止发动机进行补液，因此会影响发动机试验效率。

中国专利：CN201910928438.9，其公开了一种台架试验用发动机冷却液自动补液与回收的系统及方法,主要是设置了补液装置、回收装置和控制装置，其中补液装置通过在膨胀水箱内设置液位检测装置，来判断是否需要补液，当需要补液时，控制装置控制补液控制阀打开，使储液罐内的冷却液补入膨胀水箱，再补入发动机内；其中回收装置在试验结束后，人机交互单元输入回收信号，使控制装置关闭出水管控制阀，打开回液控制阀和压缩气控制开关，使压缩空气吹入，对发动机内冷却液进行吹扫，令冷却液回收入储液罐内，并通过液体检测装置判断发动机内冷却液是否回收完毕。可见本发明实现了试验过程中自动补液功能，实现了试验结束后冷却液的回收，节约了资源。但其实在发动机部分试验中尤其是可靠性试验由于运行时间长，会对防冻液造成一定的影响，在试验结束后，防冻液不能再循环使用，且在发动机运行过程中，部分工况导致防冻液温度和膨胀水箱内压力的变化，防冻液的液面会有变化，此时补液不精确会对发动机测试造成一定影响，且会对系统造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的是：旨在提供一种试验室防冻液自动补充装置及控制方法，用来解决背景技术中指出的现有技术中存在的缺陷，通过本申请提供的方案，可以实现对多个试验室的防冻液进行监控和自动补充，节约成本，且精准补液。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种试验室防冻液自动补充装置，包括补液箱、多个试验室和安装在试验室内的发动机，所述补液箱上安装有第一传感装置，多个所述试验室内均设置有膨胀水箱，所述膨胀水箱与发动机连接，所述膨胀水箱上安装有第二传感装置，所述第一传感装置和第二传感装置电气连接，所述补液箱与膨胀水箱之间设置有补液管路，所述补液管路包括防冻液输送管路和防冻液分散管路，所述防冻液输送管路的一端与补液箱连接，另一端与防冻液分散管路连接，所述防冻液分散管路与膨胀水箱连接。

在上述方案的基础上，本申请还进行了以下改进

进一步，所述第一传感装置包括补液控制器、补液箱液位传感器和指示灯，所述补液控制器设置在补液箱上，所述补液箱液位传感器安装在补液箱内，所述指示灯设置在补液箱外壁上，所述补液控制器与补液箱液位传感器以及指示灯电连接，这样的设置，使补液控制器能够采集各输入信号并输出控制信号，与试验室工控机进行并联通讯，从而控制各试验室补液功能。

进一步，所述补液箱上固定安装有蜂鸣器，所述蜂鸣器与补液控制器电连接，这样设置，用于提醒对补液箱进行补液。

进一步，所述防冻液输送管路包括进口管路、输送主管和泄压管路，所述进口管路的一端连接在补液箱上，另一端连接在输送主管上，所述进口管路上设置有第一电动开关阀和第一电子水泵，所述泄压管路的一端连接在输送主管上，另一端连接在补液箱上，所述泄压管路与输送主管上连接有泄压比例阀，这样设置，一方面，能够将补液箱内的防冻液输通过输送主管输送至膨胀水箱，另一方面，通过泄压管路，能够调节输送压力。

进一步，所述防冻液输送管路还包括备用管路，所述备用管路的一端连接在进口管路上，另一端连接在输送主管上，所述备用管路上设置有第二电动开关阀和第二电子水泵，这样设置，当进口管路出现问题时，还能够通过备用管路进行输送防冻液，避免影响测试。

进一步，所述输送主管上设置有压力传感器，所述压力传感器与第一传感装置电气连接，这样设置，用于实时监测输送主管上的输液压力，从而便于调节输送压力。

进一步，所述防冻液分散管路包括多个补液管路，所述补液管路的一端连接在防冻液输送管路上，另一端连接在膨胀水箱上。这样设置，能够对多个试验室内的膨胀水箱同步进行补液，从而节约成本。

进一步，多个所述补液管路结构相同，所述补液管路上设置有补液阀，这样设置，用于控制对对应试验室内的膨胀水箱进行补液。

进一步，所述第二传感装置包括工控机、膨胀水箱液位传感器和调压阀，所述膨胀水箱液位传感器设置在膨胀水箱内，所述调压阀设置在膨胀水箱上，所述膨胀水箱液位传感器、调压阀和发动机均与工控机电气连接，这样设置，能够监控膨胀水箱内的防冻液液位，并使防冻液能够顺利进入膨胀水箱。

本申请还公开了一种试验室防冻液自动补充控制方法，应用上述所述的装置，还包括：

S1、试验室内膨胀水箱上第二传感器装置发送低液位信号给对应试验室工控机；

S2、由程序判断或人工判断是否需要立即补液，如否，则不动作，间隔一段时间后再进行问询；如是，则工控机调节防冻液温度和膨胀水箱压力并发送补液信号给补液控制器；

S3、补液控制器接收到工控机补液信号，对对应的试验室内的膨胀水箱进行补液。

采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

1、通过补液控制器与各个试验室内的工控机电气连接，工控机与每个试验室内的发动机以及膨胀水箱通信连接，从而使工控机能够采集每个试验室内的发动机以及膨胀水箱的情况，补液控制器接收每个工控机的信息，实现对多个试验室的防冻液进行监控，再通过补液管路，使每个试验室内的膨胀水箱能够精准、有效的补充防冻液，从而节约成本，理论上，可以对无限多个试验室内的膨胀水箱进行补液；

2、通过在防冻液输送管路上设置泄压管路和备用管路，有利于调节输送压力，使防冻液能够顺利进入膨胀水箱，且不会因为进口管路的问题而耽误试验。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种试验室防冻液自动补充装置实施例的结构示意图；

图2为本发明一种试验室防冻液自动补充装置的电气连接结构示意图；

图3为本发明一种试验室防冻液自动补充控制方法流程图；

主要元件符号说明如下：

1补液箱、2补液控制器、3补液箱液位传感器、4防冻液管路、4-1进口管路、4-2备用管路、4-3泄压管路、4-4输送主管、4-5第一补液管路、4-6第二补液管路、4-7第三补液管路、5第一电动开关阀、6第二电动开关阀、7第一电子水泵、8第二电子水泵、9泄压比例阀、10压力传感器、11第一补液阀、12第二补液阀、13第三补液阀、14第一试验室、14-1第一工控机、14-2第一膨胀水箱、14-3第一膨胀水箱液位传感器、14-4第一调压阀、15第二试验室、15-1第二工控机、15-2第二膨胀水箱、15-3第二膨胀水箱液位传感器、15-4第二调压阀、16第三试验室、16-1第三工控机、16-2第三膨胀水箱、16-3第三膨胀水箱液位传感器、16-4第三调压阀。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本发明的优点和功效。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制，为了更好地说明本发明的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件，在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语的具体含义。

如图1～2所示，本申请实施例提供的一种试验室防冻液自动补充装置，包括补液箱1、多个试验室和安装在试验室内的发动机，补液箱1上安装有第一传感装置，多个试验室内均设置有膨胀水箱，膨胀水箱与发动机通过管路连接，膨胀水箱上安装有第二传感装置，第一传感装置和第二传感装置电气连接，补液箱1与膨胀水箱之间设置有补液管路。

本实施例中，补液箱1为防冻液存放箱，容积较大，内装载有防冻液，用于补充各试验室所需的防冻液。试验室为发动机台架试验室。膨胀水箱为发动机运行过程中的补液水箱，具有通气、补液和压力调节作用。第一传感装置，用于监控补液箱1内防冻液的液位高度，且能够控制对膨胀水箱进行补液。第二传感装置，用于监控每个试验室内发动机以及膨胀水箱的工况，并将信息反馈给第一传感装置，从而使第一传感装置通过补液箱1以及补液管路对相应的试验室内的膨胀水箱进行补液。

通过补液箱1、第一传感装置、补液管路、膨胀水箱和第二传感装置的相互配合，能够控制各个试验室内膨胀水箱的补液功能，并监控是否需要进行补液，从而能够对多个试验室的膨胀水箱进行精准、有效的补充防冻液，有利于成本节约。

在一个示范性实施例中，如图1所述，补液管路包括防冻液输送管路4和防冻液分散管路，防冻液输送管路4的一端与补液箱1连接，另一端与防冻液分散管路连接，防冻液分散管路与膨胀水箱连接。通过防冻液输送管路4和防冻液分散管路的相互配合，能够将补液箱1内的防冻液精准、有效的输送至每一个试验室内的膨胀水箱内。

本实施例中，防冻液输送管路4包括进口管路4-1、输送主管4-4和泄压管路4-3，进口管路4-1的一端固定穿入补液箱1内，另一端通过接头固定连接在输送主管4-4上。进口管路4-1上设置有第一电动开关阀5和第一电子水泵7，第一电动开关阀5位于第一电子水泵7的前段，第一电动开关阀5优选为电磁阀，第一电子水泵7优选为无刷直流电机水泵。电磁阀为常开状态，通过无刷直流电机水泵工作，能够使防冻液从补液箱1进入输送主管4-4。泄压管路4-3的一端通过接头固定连接在输送主管4-4上，另一端通过接头固定连接在补液箱1上，泄压管路4-3与输送主管4-4上安装有泄压比例阀9，通过泄压管路4-3和泄压比例阀9，能够调节输送主管4-4内防冻液的输送压力。

本实施例中，输送主管4-4与补液箱1之间还设置有备用管路4-2，备用管路4-2的一端通过接头固定连接在输送主管4-4上，另一端通过接头固定连接在进口管路4-1的前端，使备用管路4-2与进口管路4-1共用一个进液通道。备用管路4-2上安装有第二电动开关阀6和第二电子水泵8，第二电动开关阀6优选为电磁阀，第二电子水泵8优选为无刷直流电机水泵，第二电动开关阀6与第一电动开关阀5位置对应，第二电子水泵8位于第二电动开关阀6后方，第二电动开关阀6和第二电子水泵8常闭设置，使进口管路4-1工作时，备用管路4-2不工作。

第一电动开关阀5、第一电子水泵7、第二电动开关阀6、第二电子水泵8、泄压比例阀9均与第一传感装置电气连接，使第一传感装置能够控制其工作状态，从而使进口管路4-1中的第一电动开关阀5、第一电子水泵7出现问题时，能够启用第二电动开关阀6、第二电子水泵8，不会耽误测试，提高工作效率。

本实施例中，输送主管4-4上固定安装有压力传感器10，用于实时监测输送主管4-4内防冻液的输送压力，第一传感装置与压力传感器10电连接，第一传感装置通过设定防冻液压力值与实测防冻液压力值进行比较，按PID算法进行计算并发送PWM控制信号，调节第一电子水泵7的转速和泄压比例阀9的开度，使输送主管上4-4的防冻液压力保持在设定值附近，使防冻液能够顺利输送进入各个试验室的膨胀水箱内。

本实施例中，防冻液分散管路包括多个补液管路，多个补液管路用于对多个试验室内的膨胀水箱进行补液。多个所述补液管路结构相同，补液管路的一端通过接头固定连接在输送主管4-4上，另一端通过接头固定连接在膨胀水箱上，每个补液管路上均固定安装有补液阀，补液阀优选为流量阀，流量阀与第一传感装置电气连接，通过多个补液管路和流量阀的相互配合，能够对多个试验室内的膨胀水箱同步、精准补液，从而节约成本。

在一个示范性实施例中，以3个补液管路为例，3个补液管路分别对应三个试验室内的三个膨胀水箱，第一补液管路4-5对应第一试验室14，第一补液管路4-5上安装第一补液阀11，第二补液管路4-6对应第二试验室15，第二补液管路4-6上安装第二补液阀12，第三补液管路4-7对应第三试验室16，第三补液管路4-7上安装第三补液阀13，第一补液管路4-5与第一膨胀水箱14-2连接，第二补液管路4-6与第二膨胀水箱15-2连接，第三补液管路4-7路与第三膨胀水箱16-2连接。第一补液阀11、第二补液阀12和第三补液阀13的常态为常闭。第一膨胀水箱14-2、第二膨胀水箱15-2、第三膨胀水箱16-2上均安装有第二传感装置，三个第二传感装置均与第一传感装置电气连接。

在一个示范性实施例中，第一传感装置包括补液控制器2、补液箱液位传感器3和指示灯，补液控制器2设置在补液箱1上，本实施例中，补液控制器2为嵌入式系统控制器，用于采集各输入信号并输出控制信号，并与试验室内三个第二传感装置进行并联通讯。补液箱液位传感器3安装在补液箱1内，用于监测补液箱1内的防冻液的液面高度。指示灯设置在补液箱1外壁上，用于指示补液控制器2以及补液箱液位传感器3是否正常工作。补液控制器2与补液箱液位传感器3以及指示灯电连接，使补液控制器2能够接收补液箱液位传感器3以及指示灯的信息。补液箱1上还固定安装有蜂鸣器，蜂鸣器与补液控制器2电连接，通过蜂鸣器能够用于提醒对补液箱1进行补液。

在一些实施例中，指示灯也可以通过闪烁来提醒对补液箱1进行补液，从而配合蜂鸣器，使警示效果更明显。

第一电动开关阀5、第一电子水泵7、第二电动开关阀6、第二电子水泵8、泄压比例阀9、压力传感器10、补液阀均与补液控制器2电气连接。

在一个示范性实施例中，第二传感装置包括工控机、膨胀水箱液位传感器和调压阀，膨胀水箱液位传感器固定安装在膨胀水箱内，用于实时监控膨胀水箱内的防冻液的液面高度，并将信息反馈给工控机。调压阀固定安装在膨胀水箱上，用于调节膨胀水箱内的压力，使防冻液能顺畅注入。膨胀水箱液位传感器、调压阀和发动机均与工控机电气连接，使工控机能够采集膨胀水箱液位传感器、调压阀和发动机的工况。工控机与补液控制器2电气连接，使工控机采集到的信息能够反馈给补液控制器2，从而进行精准的对膨胀水箱补充防冻液。

在一个示范性实施例中，对应3个补液管路，3个试验室内分别安装有三个工控机、三个膨胀水箱液位传感器和三个调压阀，第一补液管路4-5对应第一膨胀水箱14-2，第一膨胀水箱14-2对应第一工控机14-1、第一膨胀水箱液位传感器14-3和第一调压阀14-4，第二补液管路4-6对应第二膨胀水箱15-2，第二膨胀水箱15-2对应第二工控机15-1、第二膨胀水箱液位传感器15-3和第二调压阀15-4，第三补液管路4-7对应第三膨胀水箱16-2，第三膨胀水箱16-2对应第三工控机16-1、第三膨胀水箱液位传感器16-3和第三调压阀16-4。

第一工控机14-1、第二工控机15-1、第三工控机16-1和补液控制器2并联通讯，使补液控制器2能够对每个试验室内的膨胀水箱进行精准监控以及补充防冻液。

请参考图3所示，本申请实施例还提供了一种试验室防冻液自动补充控制方法，应用上述的防冻液自动补充装置，该控制方法包括以下步骤：

S1、试验室内膨胀水箱液位传感器发送低液位信号给对应试验室工控机；

S2、试验室工控机将液位信号与设定值比较，如低于下限，触发报警，并在人机交互界面上发送补液请求；由程序判断或人工判断是否需要立即补液，如否，则不动作，间隔一段时间后再进行问询；如是，则工控机调节防冻液温度和膨胀水箱压力，并发送补液信号给补液控制器2；

S3、补液控制器接2收到工控机补液信号，打开对应试验室的补液阀进行补液；当试验室膨胀水箱液位到达上限，工控机发送停止补液信号给补液控制器2，补液控制器2关闭对应试验室补液阀。

需要说明的是：在S2步骤中，由程序判断或人工判断是否需要立即补液过程中，程序判断时，该程序为现有程序；人工判断时，通过肉眼观察膨胀水箱内的防冻液的液位高度，与最初设定的膨胀水箱内的防冻液的最低液位高度比较，从而判断。

当补液控制器2常时间未接收到补液信号，补液控制器2会进入休眠状态，关闭第一电子水泵7和第一电动开关阀5，从而降低功耗。休眠后，如接收到补液信号后，补液控制器2会唤醒并进入工作状态。

以上对本发明提供的一种试验室防冻液自动补充装置及控制方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种试验室防冻液自动补充装置，包括补液箱(1)、多个试验室和安装在试验室内的发动机，其特征在于：所述补液箱(1)上安装有第一传感装置，多个所述试验室内均设置有膨胀水箱，所述膨胀水箱与发动机连接，所述膨胀水箱上安装有第二传感装置，所述第一传感装置和第二传感装置电气连接，所述补液箱(1)与膨胀水箱之间设置有补液管路，所述补液管路包括防冻液输送管路(4)和防冻液分散管路，所述防冻液输送管路(4)的一端与补液箱(1)连接，另一端与防冻液分散管路连接，所述防冻液分散管路与膨胀水箱连接。

2.根据权利要求1所述的一种试验室防冻液自动补充装置，其特征在于：所述第一传感装置包括补液控制器(2)、补液箱液位传感器(3)和指示灯，所述补液控制器(2)设置在补液箱(1)上，所述补液箱液位传感器(3)安装在补液箱(1)内，所述指示灯设置在补液箱(1)外壁上，所述补液控制器(2)与补液箱液位传感器(3)以及指示灯电连接。

3.根据权利要求2所述的一种试验室防冻液自动补充装置，其特征在于：所述补液箱(1)上固定安装有蜂鸣器，所述蜂鸣器与补液控制器(2)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种试验室防冻液自动补充装置，其特征在于：所述防冻液输送管路(4)包括进口管路(4-1)、输送主管(4-4)和泄压管路(4-3)，所述进口管路(4-1)的一端连接在补液箱(1)上，另一端连接在输送主管(4-4)上，所述进口管路(4-1)上设置有第一电动开关阀(5)和第一电子水泵(7)，所述泄压管路(4-3)的一端连接在输送主管(4-4)上，另一端连接在补液箱(1)上，所述泄压管路(4-3)与输送主管(4-4)上连接有泄压比例阀(9)。

5.根据权利要求4所述的一种试验室防冻液自动补充装置，其特征在于：所述防冻液输送管路(4)还包括备用管路(4-2)，所述备用管路(4-2)的一端连接在进口管路(4-1)上，另一端连接在输送主管(4-4)上，所述备用管路(4-2)上设置有第二电动开关阀(6)和第二电子水泵(8)。

6.根据权利要求4所述的一种试验室防冻液自动补充装置，其特征在于：所述输送主管(4-4)上设置有压力传感器(10)，所述压力传感器(10)与第一传感装置电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种试验室防冻液自动补充装置，其特征在于：所述防冻液分散管路包括多个补液管路，所述补液管路的一端连接在防冻液输送管路(4)上，另一端连接在膨胀水箱上。

8.根据权利要求7所述的一种试验室防冻液自动补充装置，其特征在于：多个所述补液管路结构相同，所述补液管路上设置有补液阀。

9.根据权利要求1所述的一种试验室防冻液自动补充装置，其特征在于：所述第二传感装置包括工控机、膨胀水箱液位传感器和调压阀，所述膨胀水箱液位传感器设置在膨胀水箱内，所述调压阀设置在膨胀水箱上，所述膨胀水箱液位传感器、调压阀和发动机均与工控机电气连接。

10.一种试验室防冻液自动补充控制方法，其特征在于：应用权利要求1-9任一项所述的装置，还包括：

S1、试验室内膨胀水箱上第二传感器装置发送低液位信号给对应试验室工控机；

S2、由程序判断或人工判断是否需要立即补液，如否，则不动作，间隔一段时间后再进行问询；如是，则工控机调节防冻液温度和膨胀水箱压力并发送补液信号给补液控制器；

S3、补液控制器接收到工控机补液信号，对对应的试验室内的膨胀水箱进行补液。

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