CN115597877A - 冷却系统和发动机测试系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种冷却系统和发动机测试系统，属于发动机测试技术领域。冷却系统包括流量控制装置和温度控制装置。测试发动机性能时控制器可以根据发动机的转速，在转速与冷却液的流量的对应关系中查找对应的目标流量，进而基于目标流量和冷却系统中冷却液的当前流量，来调整变频水泵的输出功率，进而增大或减小冷却液流量。流量控制装置中的流量比例阀可以根据发动机的转速，以及冷却系统中冷却液的当前流量，来调节自身的开启与关闭，进而减小或增大冷却液流量。通过对上述对应关系的设置，可以满足对发动机温度调节的任意需求，从而，可以很好的模拟发动机在实际工况下的温度情况。

Description

冷却系统和发动机测试系统

技术领域

本公开涉及发动机测试技术领域，特别涉及一种冷却系统和发动机测试系统。

背景技术

发动机测试系统在发动机开发过程中起到验证作用，其中，冷却系统是保证测试过程发动机正常工作的重要组成部分。

相关技术中，冷却系统包括流量控制装置和温度控制装置。流量控制装置主要包括球阀，球阀安装在发动机进出冷却液管路上，当冷却液流量高于或低于发动机所需流量时，操作人员进入实验间通过手动调节球阀使得冷却液的流量满足发动机的工作需求。

然而，通过手动调节球阀控制冷却液流量操作十分不便，当发动机工况频繁变化，即所需冷却液流量频繁变化时，测试人员也需要频繁进入实验间调节球阀，从而无法及时精准控制流量，进而就无法精确模仿发动机实际工况下的温度情况。

发明内容

本公开提供了一种冷却系统和发动机测试系统，能够解决相关技术中存在的技术问题，所述冷却系统和发动机测试系统的技术方案如下：

第一方面，本公开提供了一种冷却系统，所述冷却系统包括流量控制装置、温度控制装置和补水箱；

所述流量控制装置包括变频水泵、流量计、流量比例阀、温度传感器和控制器，所述变频水泵的出水口与流量计的第一端口、所述流量比例阀的第一端口通过管路连通，所述流量计的第二端口与发动机的进水口通过管路连通，所述流量比例阀的第二端口与所述发动机的出水口通过管路连通，所述温度传感器固定在所述流量比例阀的第二端口与所述发动机的出水口之间管路靠近所述出水口的内壁上，所述控制器分别与所述变频水泵、所述流量计、所述流量比例阀、所述温度传感器电性连接；

所述温度控制装置包括温度比例阀和散热器，所述温度比例阀的干流端与所述变频水泵的入水口、补水箱的出水口通过管路连通，所述温度比例阀的第一支流端与所述散热器的第一端口通过管路连通，所述温度比例阀的第二支流端与所述散热器的第二端口、所述流量比例阀的第二端口、所述发动机的出水口通过管路连通；

所述补水箱的进气口与所述发动机的除气口通过管路连通；

所述控制器用于：

基于转速与冷却液的流量的对应关系，确定所述发动机的当前转速对应的目标流量；

获取所述流量计检测到的冷却液的当前流量；

如果所述当前流量小于所述目标流量，则控制所述变频水泵增大工作频率，如果所述当前流量大于所述目标流量，则控制所述变频水泵减小工作频率；

当所述变频水泵的工作频率为0时，如果所述当前流量仍大于所述目标流量，且所述流量比例阀处于关闭状态，则控制所述流量比例阀开启。

在一种可能的实现方式中，所述控制器用于：

当所述温度传感器检测到的温度值高于第一温度阈值时，控制所述变频水泵开启；

当所述温度传感器检测到的温度值低于第二温度阈值时，控制所述变频水泵关闭。

在一种可能的实现方式中，补水箱具有液位传感器，所述冷却系统还包括第一声光报警器，所述液位传感器和所述第一声光报警器分别与所述控制器电性连接；

所述控制器，用于当所述液位传感器检测到的液面高度低于预设的液面高度下限时，控制所述第一声光报警器发出报警。

在一种可能的实现方式中，所述第一声光报警器包括第一本体和第一继电器；

所述第一本体与所述第一继电器电性连接，所述第一继电器与所述控制器电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述冷却系统还包括第二声光报警器和第三声光报警器，所述第二声光报警器和所述第三声光报警器分别与所述控制器连接；

所述控制器，还用于：

当所述流量计检测到所述当前流量低于第一流量阈值时，控制所述第二声光报警器发出报警；

当所述流量计检测到所述当前流量高于第二流量阈值时，控制所述第三声光报警器发出报警。

在一种可能的实现方式中，所述第二声光报警器包括第二本体和第二继电器，所述第二本体与所述第二继电器电性连接，所述第二继电器与所述控制器电性连接；

所述第三声光报警器包括第三本体和第三继电器，所述第三本体与所述第三继电器电性连接，所述第三继电器与所述控制器电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述冷却系统还包括24V直流变压器和24V交流变压器；

所述24V直流变压器的一端与220V交流电源电性连接，所述24V直流变压器的另一端分别与所述流量计、所述液位传感器、所述第一声光报警器、所述第二声光报警器和所述第三声光报警器电性连接；

所述24V交流变压器的一端与所述220V交流电源电性连接，所述24V交流变压器的另一端与所述流量比例阀电性连接；

所述变频水泵、所述控制器分别与所述220V交流电源电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述冷却系统还包括第一保护电路和第二保护电路；

所述第一保护电路分别与所述220V交流电源、所述控制器电性连接；

所述第二保护电路分别与所述220V交流电源、所述24V直流变压器、所述24V交流变压器、所述变频水泵电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述变频水泵包括水泵本体、变频器和第三保护电路；

所述变频器与所述控制器电性连接；

所述第三保护电路分别与所述水泵本体、所述变频器电性连接；

所述水泵本体的入水口和出水口分别是所述变频水泵的入水口和出水口。

第二方面，本公开提供了一种发动机测试系统，所述发动机测试系统包括上述冷却系统。

本公开提供的技术方案至少包括以下有益效果：

本公开提供了一种冷却系统，冷却系统包括流量控制装置和温度控制装置。在测试发动机性能时，控制器可以根据发动机的转速，在转速与冷却液的流量的对应关系中查找对应的目标流量，进而基于目标流量和冷却系统中冷却液的当前流量，来调整变频水泵的输出功率，进而增大或减小冷却液流量。流量控制装置中的流量比例阀可以根据发动机的转速，以及冷却系统中冷却液的当前流量，来调节自身的开启与关闭，进而减小或增大冷却液流量。通过对上述对应关系的设置，可以满足对发动机温度调节的任意需求，从而，可以很好的模拟发动机在实际工况下的温度情况。而且控温过程中无需人工频繁调节球阀，避免了人工操作带来的不及时不精准的问题，从而可以更加精确的模仿发动机实际工况下的温度情况。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是本公开实施例示出的一种冷却系统的示意图；

图2是本公开实施例示出的一种冷却系统的局部示意图；

图3是本公开实施例示出的一种冷却系统的局部示意图；

图4是本公开实施例示出的一种冷却系统的局部示意图。

图例说明：

1、发动机，1a、发动机的进水口，1b、发动机的出水口，1c、发动机的除气口；

2、流量控制装置，21、变频水泵，21a、变频水泵的出水口，21b、变频水泵的入水口，211、水泵本体，212变频器，213、第三保护电路，213a、第三断路器，213b、第三熔断器，22、流量计，22a、流量计的第一端口，22b、流量计的第二端口，23、流量比例阀，23a、流量比例阀的第一端口，23b、流量比例阀的第二端口，24、温度传感器，25、控制器；

3、温度控制装置，31、温度比例阀，31a、温度比例阀的干流端，31b、温度比例阀的第一支流端，31c、温度比例阀的第二支流端，32、散热器，32a、散热器的第一端口，32b、散热器的第二端口；

4、补水箱，4a、补水箱的出水口，41、液位传感器；

5、第一声光报警器，51第一本体，52、第一继电器；

6、第二声光报警器，61、第二本体，62、第二继电器；

7、第三声光报警器，71、第三本体，72、第三继电器；

8、第一保护电路，81、第一断路器，82、第一熔断器；

9、第二保护电路，91、第二断路器，92、第二熔断器；

20、220V交流电源，201、24V直流变压器，202、24V交流变压器。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步的详细描述。

本公开的实施方式部分使用的术语仅用于对本公开的实施例进行解释，而非旨在限定本公开。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

本申请实施例提供了一种冷却系统和发动机测试系统，该冷却系统可以应用在发动机测试系统中，用于在测试过程中对发动机进行降温。发动机测试系统可以包括发动机1、冷却系统和控制系统。发动机1在发动机测试系统上运转时，控制系统可对发动机施加负荷，为避免发动机过热而导致发动机损坏，冷却系统对发动机进行冷却，保证发动机可正常工作，同时最大程度上模拟发动机在汽车中工作时的冷却情况。

本公开实施例提供了一种冷却系统，如图1所示，冷却系统包括流量控制装置2、温度控制装置3和补水箱4。另外，冷却系统还可以配置有供电装置、报警装置等。

(一)流量控制装置2

流量控制装置2包括变频水泵21、流量计22、流量比例阀23、温度传感器24和控制器25，变频水泵21的出水口21a与流量计22的第一端口22a、流量比例阀23的第一端口23a通过管路连通。流量计22的第二端口22b与发动机1的进水口1a通过管路连通，流量比例阀23的第二端口23b与发动机1的出水口1b通过管路连通。温度传感器24固定在流量比例阀23的第二端口23b与发动机1的出水口1b之间管路靠近出水口1b的内壁上，控制器25分别与变频水泵21、流量计22、流量比例阀23、温度传感器24电性连接。

(1)变频水泵21

变频水泵21是用于对管路中的液体提供动能以驱动液体流动的设备。变频水泵21的工作频率可以由控制器25来控制，工作频率则决定了变频水泵21的输出功率。如图2所示，变频水泵21包括水泵本体211和变频器212，水泵本体211与变频器212电性连接，水泵本体211的工作频率可随变频器212输出的电源频率的增大而增大。水泵本体211的工作频率越大，则输出功率越大，相应的冷却液流量越大，水泵本体211的工作频率越小，则输出功率越小，相应的冷却液流量越小，水泵本体211的工作频率为0时，输出功率为0，其对冷却液当前流量不产生影响。

(2)流量计22

流量计22用于检测进入发动机的冷却液的当前流量。流量计22可以具有第一端口22a、第二端口22b和信号端口。流量计22中还具有检测流量的传感器，传感器上可以配置有扇叶。第一端口22a和第二端口22b中一个端口负责进液、一个端口负责出液。冷却液在流量计22中流过，会带动扇叶转动，传感器可以基于扇叶的转速确定流速，因为流量计22的内径是固定的，所以不同的流速可以对应的不同的流量，也即可以检测到冷却液的当前流量。最终，流量计22可以通过信号端口输出检测到的流量。其中，可以通过调节流量计22的采样频率(如10Hz、20Hz)来调节流量计22采集冷却液流量的周期，流量计22的采样频率越高，采集周期越短，采集到的冷却液流量越准确。流量计22的信号端口可以与控制器25电性连接，流量计22周期性地获取到冷却液流量后，可周期性地向控制器25输出信号，控制器25就能够周期性获取到冷却液流量。

(3)流量比例阀23

流量比例阀23用于开启或关闭冷却液环路的支路(如图1中的第一支路)，以控制进入发动机1的冷却液流量。流量比例阀23可以为电控阀。流量比例阀23可以具有第一端口23a、第二端口23b和控制端口。控制端口与控制器25电性连接，由控制器25来控制流量比例阀23的开启和关闭。

流量比例阀23关闭时，冷却液由变频水泵21的出水口21a依次流向流量计22的第一端口22a、流量计22的第二端口22b、发动机1的进水口1a，再由发动机1的出水口1b流向温度比例阀31的第一支流端31b或散热器32的第一端口32a，此时进入发动机1的冷却液流量不受流量比例阀23的影响。

流量比例阀23开启时，部分冷却液由变频水泵21的出水口21a流向流量计第一端口22a、流量计第二端口22b、发动机1的进水口1a，再由发动机1的出水口1b流向温度比例阀31的第一支流端31b或散热器32的第一端口32a。部分冷却液由变频水泵21的出水口21a流向流量比例阀23的第一端口23a，再由流量比例阀23的第二端口23b流向温度比例阀31的第一支流端31b或散热器32的第一端口32a。此时由于部分冷却液未进入发动机1，因此减小了发动机1的冷却液流量。

(4)温度传感器24

温度传感器24可以具有探头和信号端口，温度传感器24固定在流量比例阀23的第二端口23b与发动机1的出水口1b之间管路靠近出水口1b的内壁上，用于检测温度值。可以在该管路上设置通孔，将温度传感器24通过密封结构安装在通孔中，温度传感器24的探头位于管路内部。其中，可以通过调节温度传感器24的采样频率(如10Hz、20Hz)来调节温度传感器24检测温度值的周期，温度传感器24的采样频率越高，检测周期越短，检测到的温度值越准确。温度传感器24的信号端口可以与控制器25电性连接，温度传感器24周期性地检测到温度值后，可周期性地向控制器25输出信号，控制器25就能周期性获取到温度值。

(5)控制器25

控制器25是用于对变频水泵21、流量比例阀23等电控部件进行控制的设备。在控制时，可以基于流量计22和温度传感器24的检测数据。控制器25可以是计算机或PLC(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)等。

控制器25可基于转速与冷却液的流量的对应关系，确定发动机1的当前转速对应的目标流量，并获取流量计22检测到的冷却液的当前流量。如果当前流量小于目标流量，则控制变频水泵21增大工作频率，从而提高冷却液流量。如果当前流量大于目标流量，则控制变频水泵21减小工作频率，从而降低冷却液流量。

当变频水泵21的工作频率为0时，由于发动机1自身配置的水泵仍在工作，因此冷却液的当前流量并不为0，若当前流量仍大于目标流量，且流量比例阀23处于关闭状态，则控制流量比例阀23开启，使得部分冷却液由变频水泵21的出水口21a流向流量比例阀23，从而降低流量发动机1的冷却液流量。

当温度传感器24检测到的温度值高于第一温度阈值时，控制变频水泵21开启，当温度传感器24检测到的温度值低于第二温度阈值时，控制变频水泵21关闭。若温度值未达到第一温度阈值时就打开变频水泵21，则会导致冷却液当前流量增加，使得发动机1难以达到正常工作温度。若温度值低于第二温度阈值后仍保持变频水泵21的开启，则会导致冷却系统的温度持续降低，使得发动机1无法达到正常工作温度。

其中，第一温度阈值大于第二温度阈值。这样，可以防止因为温度在一个范围内波动而导致变频水泵21频繁开闭，可以延长设备寿命。

流量计22和温度传感器24周期性向控制器25发送检测数据，使得控制器25可以周期性获取到流量计22检测到流量和温度传感器24检测到的温度值，并进行上述处理，每次调整(增大或减小)工作频率可以调整固定的步长值，该步长值可以由技术人员根据经验预先设置。

(二)温度控制装置3

温度控制装置3包括温度比例阀31和散热器32，温度比例阀31的干流端31a与变频水泵21的入水口21b、补水箱4的出水口4a通过管路连通，温度比例阀31的第一支流端31b与散热器32的第一端口32a通过管路连通，温度比例阀31的第二支流端31c与散热器32的第二端口32b、流量比例阀23的第二端口23b、发动机1的出水口1b通过管路连通。

(1)散热器32

散热器32用于冷却第四支路的冷却液，以降低进入发动机1进水口1a的冷却液的温度。散热器32可以具有第一端口32a、第二端口32b、第三端口和第四端口，冷却液从第一端口32a流入、从第二端口32b流出。第三端口、第四端口均与外部的冷水循环系统通过管路连通，第三端口和第四端口中的一个端口负责进冷水，一个端口负责出冷水，且冷水的流动方向和冷却液的流动方向相反，流动的冷水吸收散热器32中冷却液的热量，从而降低冷却液的温度。冷却液由发动机1的出水口1b流出后，依次流向散热器32的第一端口32a、第二端口32b后，可降低冷却液的温度。

(2)温度比例阀31

温度比例阀31用于调节第三支路和第四支路流向发动机1进水口1a的冷却液的比例，以控制进入发动机1进水口1a的冷却液的温度。温度比例阀31为三通阀，具有干流端31a、第一支流端31b和第二支流端31c和阀芯。其中，第一支流端31b和第二支流端31c负责进液，干流端31a负责出液，调整阀芯的位置即可调增第一支流端31b和第二支流端31c的进液比例。当温度比例阀31的阀芯位于第一极限位置时，第三支路全开且第四支路全关，此时冷却系统进行热循环。冷却液全部从第三支路进入第一支流端31b，没有任何冷却液从第四支路进入第二支流端31c。经由发动机1的出水口1b或流量比例阀23的第二端口23b依次流向温度比例阀31的第一支流端31b、温度比例阀31的干流端31a。冷却液经过温度比例阀31后温度不会降低，故冷却液再进入发动机1后不对发动机1产生冷却作用。

当温度比例阀31的阀芯位于第二极限位置时，第四支路全开且第三支路全关，此时冷却系统进行冷却循环。冷却液经从第四支路进入第二支流端31c，即冷却液依次流向散热器32的第一端口32a、散热器32的第二端口32b，进而流入温度比例阀31的第二支流端31c、温度比例阀31的干流端31a。冷却液经过散热器后，温度会低于发动机1的出水口1b的冷却液的温度，故冷却液再进入发动机1后会对发动机1产生冷却作用。

冷却液当前流量恒定时，调节温度比例阀31的阀芯的位置可调节冷却液的温度。温度比例阀31的阀芯越靠近第一极限位置，通过第三支路进入第一支流端31b的冷却液越多，即冷却液温度越高。温度比例阀31的阀芯越靠近第二极限位置，通过第四支路进入第二支流端31c的冷却液越多，及冷却液温度越低。

关于温度比例阀31的控制，方案可以如下：

温度控制装置3中还可以包括温度控制器和温度检测器。该温度检测器可以设置在温度比例阀31的干流端31a连接的管路上，还可以设置在散热器的第二端口32b连接的管路与第一支流端31b连接的管路相交汇的位置。温度控制器分别与温度比例阀31、温度检测器电性连接。

温度控制器可基于温度检测器检测到的温度值，调节温度比例阀31的阀芯的位置。在温度控制器中可以预先存储温度值与阀芯的位置的对应关系表，温度控制器可以基于温度检测器检测的温度值在对应关系表中查找对应的阀芯的目标位置，进而向温度比例阀31发送携带该目标位置的控制指令，以控制值温度比例阀31将阀芯调节至目标位置。

当温度检测器检测到的温度值低于第二温度阈值时，温度控制器控制温度比例阀31的阀芯位于第一极限位置。当温度检测器检测到的温度值高于第一温度阈值时，控制温度比例阀31的阀芯向第二极限位置移动，温度检测器检测到的温度值越高，温度比例阀31的阀芯越靠近第二极限位置。

另一种方案，温度比例阀31可以与控制器25电性连接，由控制器25基于温度传感器24检测的温度值对温度比例阀31进行控制，控制逻辑跟上述类似，此处不再赘述。

(三)补水箱4

补水箱放置在系统中的最高点，可为冷却系统供水。补水箱4的出水口4a与变频水泵21的入水口21b通过管路连接，可使补水箱4中的冷却液流入变频水泵21的入水口21b。补水箱4的进气口4b与发动机1的除气口1c通过管路连通，可将冷却系统中的气体排到补水箱4中，避免冷却液中含有气体而影响冷却系统中的压力，从而精准控制冷却液流量。

(1)液位传感器41

液位传感器41安装在补水箱4中，用于检测补水箱4中的液位。其中，可以通过调节液位传感器41的采样频率(如10Hz、20Hz)来调节液位传感器41检测液面高度的周期，液位传感器41的采样频率越高，检测周期越短，检测到的温度值液面高度越准确。液位传感器41与控制器25电性连接，周期性向控制器25发送补水箱4的液位，控制器25可以对液位进行显示，或将液位发送至其他设备显示。当补水箱4中的液位过低时，应向补水箱4中添加冷却液，以此保证冷却系统中的冷却液充足。

(四)供电装置

(1)24V直流变压器201

24V直流变压器201用于对220V交流电源20的电流进行变压、滤波和稳压等操作，以将220V交流电变为24V直流电。如图3所示，24V直流变压器201的一端与220V交流电源20电性连接，通过对220V交流电源20进行整流和滤波，将220V交流电源20变换为24V直流电。24V直流变压器201的另一端与流量计22和液位传感器41电性连接，为流量计22和液位传感器41提供电能。

(2)24V交流变压器202

24V交流变压器202具有相互耦合的初级线圈和次级线圈，且次级线圈的匝数小于初级线圈的匝数，以此将220V交流电源20的电压降为24V交流电。如图3所示，24V直流变压器201的一端与220V交流电源20电性连接，通过改变220V交流电源20的频率，将220V交流电源20变换为24V交流电。24V交流变压器202的另一端与流量比例阀23电性连接，为流量比例阀23提供电能。

(3)第一保护电路8

第一保护电路8用于对控制器25进行过流保护、过压保护、过热保护、空载保护和短路保护，电路出现故障时，第一保护电路可及时断开220V交流电源20对控制器25的供电，使得控制器25不被损坏。如图2所示，第一保护电路8分别与220V交流电源20、控制器25电性连接。第一保护电路8包括第一断路器81和熔断器82，当电路出现故障时可及时断开电路避免控制器25被损坏。

a.第一断路器81

第一断路器81具有电磁体、反力弹簧和静态接触器，随着流过电磁体的电流的增大，电磁体的磁力增强。当电流过大时，电磁体产生的磁力可拉动反力弹簧离开电磁体，从而切断电路。当电流恢复正常时，电磁体的磁力减小，反力弹簧再次与电磁体接触，使得电路连通。当控制器25出现过载、短路或漏电等故障时，第一断路器81跳闸，使得电路断开，保护电路中其他用电器不被损坏。待控制器25的故障排除后，将第一断路器81复位，可使控制器25继续正常工作。

b.第一熔断器82

第一熔断器82具有第一熔体，且第一熔体为金属(如铅锡合金、锌、铅)，电路中温度达到第一熔体的熔点时，第一熔体发生熔断，使得电路断开。当控制器25的电流超过规定值时，电路中的温度升高，第一熔断器82熔断，使得控制器25的电路断开，防止过大的电流损坏控制器25。待控制器25的故障排除后，可更换新的第一熔断器82，保障控制器25可继续正常工作。

(4)第二保护电路9

如图3所示，第二保护电路9分别与220V交流电源20、24V直流变压器201、24V交流变压器202、变频水泵21电性连接。第二保护电路9包括第二断路器91和第二熔断器92，即24V直流变压器201、24V交流变压器202、变频水泵21并联，第二保护电路9分别与220V交流电源20、电路的干路电性连接，当电路出现故障时可及时断开电路避免用电器被损坏。

a.第二断路器91

第二断路器91具有电磁体、反力弹簧和静态接触器。当电流过大时，电磁体产生的磁力可拉动反力弹簧离开电磁体，从而切断电路。当电流恢复正常时，电磁体的磁力减小，反力弹簧再次与电磁体接触，使得电路连通。当电路中电流过大或过热时，第二断路器91跳闸，使得电路断开，保护电路中其他用电器不被损坏。待电路中故障排除后，将第二断路器91复位，可使各用电器继续正常工作。

b.第二熔断器92

第二熔断器92具有第二熔体，且第二熔体为金属(如铅锡合金、锌、铅)，电路中温度达到第二熔体的熔点时，第二熔体发生熔断，使得电路断开。当电路中电流超过规定值或过载时，电路中的温度升高，第二熔断器92熔断，使得电路断开，防止过大的电流损坏变频水泵21、流量计22和流量比例阀23等用电器。待电路中故障排除后，可更换新的第二熔断器92，保障电路可继续正常工作。

(5)第三保护电路213

如图2所示，第三保护电路213分别与水泵本体211、变频器212电性连接。第三保护电路213分别与水泵本体211、变频器212电性连接。第三保护电路213包括第三断路器213a和第三熔断器213b，当电路出现故障时可及时断开电路避免用电器被损坏。

a.第三断路器213a

第三断路器213a具有电磁体、反力弹簧和静态接触器。当电流过大时，电磁体产生的磁力可拉动反力弹簧离开电磁体，从而切断电路。当电流恢复正常时，电磁体的磁力减小，反力弹簧再次与电磁体接触，使得电路连通。当电路中电流超过规定值或过载时，第三断路器213a跳闸，使得电路断开，保护水泵本体211和变频器212不被损坏。待电路中故障排除后，将第三断路器213a复位，可使各用电器继续正常工作。

b.第三熔断器213b

第三熔断器213b具有第三熔体，且第三熔体为金属(如铅锡合金、锌、铅)，电路中温度达到第三熔体的熔点时，第三熔体发生熔断，使得电路断开。当电路中电流超过规定值或过载时，电路中的温度升高，使得第三熔断器213b熔断，使得电路断开，防止过大的电流损坏水泵本体211和变频器212。待电路中故障排除后，可更换新的第二熔断器92，保障电路可继续正常工作。

(五)报警装置

(1)第一声光报警器5

第一声光报警器5可以包括灯和扬声器，可同时发出声、光两种警报信号，当补水箱4中的液面高度达到下限时，发出声光警报。如图4所示，第一声光报警器5与控制器25电性连接，当液位传感器41检测到的液面高度低于预设的液面高度下限时，控制第一声光报警器5发出报警，可以通知操作人员向补水箱4中添加冷却液，以此保证冷却系统中的冷却液充足。

如图4所示，第一声光报警器5包括第一本体51和第一继电器52，第一本体51可以包括灯和扬声器，可同时发出声、光两种信号。第一本体51与第一继电器52电性连接，第一继电器52与控制器25电性连接。具体的，第一继电器52具有两个供电端和一个控制端，其中一个供电端与直流变压器201电性连接，另一个供电端与第一本体51电性连接，控制端与控制器25连接。当液位传感器41检测到的液面高度低于预设的液面高度下限时，控制器25控制第一继电器52中的线圈通电，进而使得第一本体51通电，从而控制第一本体51发出警报。

(2)第二声光报警器6

第二声光报警器6可以包括灯和扬声器，可同时发出声、光两种警报信号，当冷却液的当前流量低于第一流量阈值时，发出声光警报。如图1所示，第二声光报警器6与控制器25电性连接，当流量计22检测到当前流量低于第一流量阈值时，控制第二声光报警器6发出报警，从而避免冷却液当前流量过小而导致发动机1过热从而无法正常工作。

如图3所示，第二声光报警器6包括第二本体61和第二继电器62，第二本体61可以包括灯和扬声器，可同时发出声、光两种信号。第二本体61与第二继电器62电性连接，第二继电器62与控制器25电性连接。具体的，第二继电器62具有两个供电端和一个控制端，其中一个供电端与直流变压器201电性连接，另一个供电端与第二本体61电性连接，控制端与控制器25连接。当流量计22检测到冷却液的当前流量低于第一流量阈值时，控制器25控制第二继电器62中的线圈通电，进而使得第二本体61通电，从而控制第二本体61发出警报。

(3)第三声光报警器7

第三声光报警器7可以包括灯和扬声器，可同时发出声、光两种警报信号，当冷却液的当前流量高于第二流量阈值，发出声光警报。如图1所示，第三声光报警器7与控制器25电性连接，当流量计22检测到当前流量高于第二流量阈值时，控制第三声光报警器7发出报警，从而避免冷却液的当前流量过大而导致发动机1无法达到正常工作温度。

如图3所示，第三声光报警器7包括第三本体71和第三继电器72，第三本体71可以包括灯和扬声器，可同时发出声、光两种信号。第三本体71与第三继电器72电性连接，第三继电器72与控制器25电性连接。具体的，第三继电器72具有两个供电端和一个控制端，其中一个供电端与直流变压器201电性连接，另一个供电端与第一本体51电性连接，控制端与控制器25连接。当流量计22检测到冷却液的当前流量高于第二流量阈值时，控制器25控制第三继电器72中的线圈通电，进而使得第三本体71通电，从而控制第三本体71发出警报。

其中，第二流量阈值大于第一流量阈值。

下面，对冷却系统工作过程进行介绍：

启动发动机1前，设置第一温度阈值、第二温度阈值、第一流量阈值、第二流量阈值、液面高度下限、发动机1各转速对应的冷却液目标流量。

启动发动机1，由于发动机1自身水泵运转工作，此时冷却液的当前流量仅受发动机1自身水泵的工作频率的影响，当温度传感器24检测到的温度低于第一温度阈值时，控制器25保持变频水泵21处于关闭状态，同时温度控制装置3中的温度控制器控制温度比例阀31的阀芯位于第一极限位置，此时冷却系统进行热循环。补水箱4中部分冷却液经补水箱4的出水口4a流出后，依次经过变频水泵21、流量计22进入发动机1的进水口1a，冷却液经发动机1的出水口1b流出后，通过第三支路依次流经温度比例阀31的第一支流端31b和干流端31a，冷却液从温度比例阀31的干流端31a流出后进入变频水泵21再次循环。

当温度传感器24检测到的温度高于第一温度阈值时，控制器25控制变频水泵21开启，同时温度控制装置3中的控制器调节温度比例阀31的阀芯的位置，使阀芯位于第一极限位置和第二极限位置之间，此时冷却系统进行冷却循环循环，温度比例阀31的阀芯越靠近第二极限位置，通过第四支路进入温度比例阀31的干流端31a的冷却液所占比例越高，进入发动机1的进水口1a的冷却液温度越低，对发动机1冷却效果越明显。当流量计22检测到的冷却液的当前流量小于目标流量时，控制器25通过增大变频器212的电源输出频率来增大水泵本体211的工作频率，从而增大冷却液的当前流量。当冷却液的当前流量低于目标流量时，控制器25通过减小变频器212的电源输出频率来降低水泵本体211的工作频率，从而降低冷却液的当前流量。当变频水泵21的工作频率为0时，如果当前流量仍大于目标流量，则控制流量比例阀23开启，使得部分冷却液由变频水泵21的出水口21a通过第一支路流向流量比例阀23，从而降低流量发动机1的冷却液流量。冷却系统工作时，为保证冷却系统内压力稳定，发动机1的除气口1c可将管路中的气体通过管路排进补水箱4。冷却系统工作时，若补水箱4中的冷却液的液面低于液面高度下限时，第一声光报警器发出声光警报。当流量计22检测到当前流量低于第一流量阈值时，第二声光报警器6发出警报。当流量计22检测到当前流量高于第二流量阈值时，控制第三声光报警器7发出报警。

当温度传感器24检测到的温度值低于第二温度阈值时，控制变频水泵21关闭。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括流量控制装置(2)、温度控制装置(3)和补水箱(4)；

所述流量控制装置(2)包括变频水泵(21)、流量计(22)、流量比例阀(23)、温度传感器(24)和控制器(25)，所述变频水泵(21)的出水口(21a)与流量计(22)的第一端口(22a)、所述流量比例阀(23)的第一端口(23a)通过管路连通，所述流量计(22)的第二端口(22b)与发动机(1)的进水口(1a)通过管路连通，所述流量比例阀(23)的第二端口(23b)与所述发动机(1)的出水口(1b)通过管路连通，所述温度传感器(24)固定在所述流量比例阀(23)的第二端口(23b)与所述发动机(1)的出水口(1b)之间管路靠近所述出水口(1b)的内壁上，所述控制器(25)分别与所述变频水泵(21)、所述流量计(22)、所述流量比例阀(23)、所述温度传感器(24)电性连接；

所述温度控制装置(3)包括温度比例阀(31)和散热器(32)，所述温度比例阀(31)的干流端(31a)与所述变频水泵(21)的入水口(21b)、补水箱(4)的出水口(4a)通过管路连通，所述温度比例阀(31)的第一支流端(31b)与所述散热器(32)的第一端口(32a)通过管路连通，所述温度比例阀(31)的第二支流端(31c)与所述散热器(32)的第二端口(32b)、所述流量比例阀(23)的第二端口(23b)、所述发动机(1)的出水口(1b)通过管路连通；

所述补水箱(4)的进气口(4b)与所述发动机(1)的除气口(1c)通过管路连通；

所述控制器(25)用于：

基于转速与冷却液的流量的对应关系，确定所述发动机(1)的当前转速对应的目标流量；

获取所述流量计(22)检测到的冷却液的当前流量；

如果所述当前流量小于所述目标流量，则控制所述变频水泵(21)增大工作频率，如果所述当前流量大于所述目标流量，则控制所述变频水泵(21)减小工作频率；

当所述变频水泵(21)的工作频率为0时，如果所述当前流量仍大于所述目标流量，且所述流量比例阀(23)处于关闭状态，则控制所述流量比例阀(23)开启。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述控制器(25)用于：

当所述温度传感器(24)检测到的温度值高于第一温度阈值时，控制所述变频水泵(21)开启；

当所述温度传感器(24)检测到的温度值低于第二温度阈值时，控制所述变频水泵(21)关闭。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，补水箱(4)具有液位传感器(41)，所述冷却系统还包括第一声光报警器(5)，所述液位传感器(41)和所述第一声光报警器(5)分别与所述控制器(25)电性连接；

所述控制器(25)，用于当所述液位传感器(41)检测到的液面高度低于预设的液面高度下限时，控制所述第一声光报警器(5)发出报警。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述第一声光报警器(5)包括第一本体(51)和第一继电器(52)；

所述第一本体(51)与所述第一继电器(52)电性连接，所述第一继电器(52)与所述控制器(25)电性连接。

5.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括第二声光报警器(6)和第三声光报警器(7)，所述第二声光报警器(6)和所述第三声光报警器(7)分别与所述控制器(25)连接；

所述控制器(25)，还用于：

当所述流量计(22)检测到所述当前流量低于第一流量阈值时，控制所述第二声光报警器(6)发出报警；

当所述流量计(22)检测到所述当前流量高于第二流量阈值时，控制所述第三声光报警器(7)发出报警。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述第二声光报警器(6)包括第二本体(61)和第二继电器(62)，所述第二本体(61)与所述第二继电器(62)电性连接，所述第二继电器(62)与所述控制器(25)电性连接；

所述第三声光报警器(7)包括第三本体(71)和第三继电器(72)，所述第三本体(71)与所述第三继电器(72)电性连接，所述第三继电器(72)与所述控制器(25)电性连接。

7.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括24V直流变压器(201)和24V交流变压器(202)；

所述24V直流变压器(201)的一端与220V交流电源(20)电性连接，所述24V直流变压器(201)的另一端分别与所述流量计(22)、所述液位传感器(41)、所述第一声光报警器(5)、所述第二声光报警器(6)和所述第三声光报警器(7)电性连接；

所述24V交流变压器(202)的一端与所述220V交流电源(20)电性连接，所述24V交流变压器(202)的另一端与所述流量比例阀(23)电性连接；

所述变频水泵(21)、所述控制器(25)分别与所述220V交流电源(20)电性连接。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括第一保护电路(8)和第二保护电路(9)；

所述第一保护电路(8)分别与所述220V交流电源(20)、所述控制器(25)电性连接；

所述第二保护电路(9)分别与所述220V交流电源(20)、所述24V直流变压器(202)、所述24V交流变压器(202)、所述变频水泵(21)电性连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述变频水泵(21)包括水泵本体(211)、变频器(212)和第三保护电路(213)；

所述变频器(212)与所述控制器(25)电性连接；

所述第三保护电路(213)分别与所述水泵本体(211)、所述变频器(212)电性连接；

所述水泵本体(211)的入水口和出水口分别是所述变频水泵(21)的入水口(21b)和出水口(21a)。

10.一种发动机测试系统，其特征在于，所述发动机测试系统包括如权利要求1-9任一项所述的冷却系统。

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