CN205908361U - 一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，包括发动机冷却系统的膨胀水箱、压缩空气源、三通接口和控制模块，所述膨胀水箱内安装有膨胀水箱压力传感器；所述的压缩空气源的出口通过输气管与三通接口的第一通口连接，输气管上安装有加气电磁阀和加气压力传感器；三通接口的第二通口与膨胀水箱入口连接，三通接口的第三通口通过管道与大气相通，第三通口的管道上安装有放气电磁阀；膨胀水箱压力传感器和加气压力传感器的测量信号通过信号线传送至控制模块，控制模块接收压力信号后通过判断控制加气电磁阀和放气电磁阀的开闭。本实用新型的有益效果是整套装置结构简单，操纵安全、简便，且具有自动控制功能。

Description

一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置

技术领域

本实用新型涉及发动机台架试验技术领域，特别是实现发动机冷却系统压力自动控制的装置。

背景技术

发动机冷却系统作为发动机五大系统(燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统)之一，其为保证发动机无论何时都处于合理温度范围内工作意义重大，发动机过热或过冷都将对其动力性能、经济性能、排放等产生重大不利影响，以致损伤甚至报废发动机。对于台架试验发动机而言,冷却系统压力分布及控制是一项重要课题。

目前控制台架发动机冷却系统压力的方法为自适应控制，简单的说就是不控制，系统压力随冷却液温度及发动机转速的变化而变化，若超过一定压力限值，则通过膨胀水箱的泄压阀泄压，保证系统安全。从以上可看出,这种方法简便，成本低，但是仅能控制高压侧(通过泄压实现系统不超过某个高压值)，无法实现低压侧控制(如需要控制系统压力低于某个值)，更不能实现系统压力连续控制。

对于某些特殊试验(如发动机水泵气蚀试验)，需要测试发动机在不同转速不同冷却液温度下的气蚀压力，这就涉及到冷却系统压力控制问题，有一种做法是通过从膨胀水箱处加装手动阀门，通过开启此阀门的方法实现降低系统压力的目的，这种方法有一定的便利性，但实际实现的仅是膨胀水箱原有泄压阀的功能，只不过将泄压阀的阀值降低而已，且人工手动操作阀门，不易实现精确控制，容易出现泄压不连续甚至突然泄压过大导致损坏发动机的现象，对操作者本身也有一定的危险性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置,实现对台架发动机冷却系统的加压或降压，实现压力值大小的自动化控制，且可精确的控制在特定压力值，提高压力控制的安全性、方便性，和精确性。

为达到上述实用新型的目的，提供一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，包括发动机冷却系统的膨胀水箱、压缩空气源、三通接口和控制模块，所述膨胀水箱内安装有膨胀水箱压力传感器；所述的压缩空气源的出口通过输气管与三通接口的第一通口连接，输气管上安装有加气电磁阀和加气压力传感器；三通接口的第二通口与膨胀水箱入口连接，三通接口的第三通口通过管道与大气相通，第三通口的管道上安装有放气电磁阀；膨胀水箱压力传感器和加气压力传感器的测量信号通过信号线传送至控制模块，控制模块接收压力信号后通过判断控制加气电磁阀和放气电磁阀的开闭。

优选的，所述的控制模块包括加压模块、泄压模块和判断模块；判断模块用于判断膨胀水箱压力传感器传送的压力值与目标值的关系，当目标值大于膨胀水箱压力值启动加压模块，当目标值小于膨胀水箱压力值启动泄压模块；所述的加压模块用于控制加气电磁阀开启并关闭放气电磁阀；所述的泄压模块用于控制加气电磁阀关闭并开启放气电磁阀。

优选的，所述的加气电磁阀设置在靠近压缩空气源的输气管上，所述的加气压力传感器设置在靠近三通接口的输气管道上。

优选的，所述的膨胀水箱通过发动机补液管与发动机缸盖水道相连。

优选的，所述的发动机上还设置有发动机除气管。

优选的，所述放气电磁阀为常闭电磁阀。

优选的，所述加气电磁阀为常闭电磁阀。

本实用新型提供的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，通过所述膨胀水箱压力传感器结合控制模块来检测膨胀水箱内的系统气体压力值；然后通过所述控制模块，控制放气电磁阀、加气电磁阀的开启或者关闭，来实现对所述膨胀水箱内压力的降压或加压，通过将发动机冷却系统膨胀水箱分别与压缩空气及大气环境相通，在各自相通的管路上加装电磁阀，电磁阀作为执行机构，同时分别设置压力传感器，压力传感器作为信号反馈机构，将上述执行机构及信号反馈机构分别集成至控制模块，控制模块置于试验室外，以方便操作人员安全操作。

本实用新型的积极进步效果在于：整套装置结构简单，同时实现了对台架发动机冷却系统压力的加压或降压功能，且操纵安全、简便；且通过控制模块对压力值进行设定，可实现膨胀水箱内压力值的恒定连续自动化控制，提高了压力控制精度；且本装置接有压缩空气源，可提高系统压力，因此还可用于测试系统的密封性，同时还可达到系统加压排气的目的，拓展了装置的使用范围。

附图说明

图1为一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置的总体结构示意图；

图2为一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置的系统加压示意图；

图3为一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置的系统降压示意图；

其中：

1-压缩空气源 2-加气电磁阀 3-加气压力传感器

4-输气管 5-三通接口 6-膨胀水箱压力传感器

7-膨胀水箱 8-发动机除气管 9-发动机

10-发动机补液管 11-放气电磁阀 12-控制模块

13-膨胀水箱压力传感器信号线 14-放气电磁阀信号线 15-加气压力传感器信号线

16-加气电磁阀信号线

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。

根据图1所述的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，包括发动机9，发动机9上连有一发动机补液管10，发动机补液管10用于沟通膨胀水箱7与发动机9的机体缸盖水道，实现冷却液的互容互补。发动机9上还连有一发动机除气管8，其用于发动机运转过程中除气。发动机除气管8的另一端与沟通膨胀水箱7相连同。膨胀水箱7用于储存多余的冷却液，同时容纳系统自然产生的气体。膨胀水箱7的气体储存部分的壳体上安装有监测膨胀水箱内气体压力的膨胀水箱压力传感器6，该传感器通过膨胀水箱压力传感器信号线13接入控制模块12，该压力传感器检测到的压力值，即为系统压力，作为最终的反馈信号，用来控制加气电磁阀或放气电磁阀的动作。膨胀水箱7的气体储存部分还接有输气通道；输气通道的另一端接有一个三通接口5，该三通接口5的三个通口分别将压缩空气源1、膨胀水箱7、及大气环境连接在一起。三通接口5与大气环境连接的通道上设置有一放气电磁阀11，该放气电磁阀11为常闭电磁阀，通过放气电磁阀信号线14接入控制模块12。三通接口5与压缩空气源1连接的通道上设置有一加气电磁阀2，该加气电磁阀2为常闭电磁阀，通过加气电磁阀信号线16接入控制模块12。在三通接口5与加气电磁阀2之间还设置有一加气压力传感器3，用于监测进入冷却系统的压缩空气的压力大小，该加气压力传感器3通过加气压力传感器信号线15也接入控制模块12。

整个装置的主体部分安装在试验室内，但控制模块12独立安装在便于人员操作的实验室外，控制模块12与各压力传感器及电磁阀之间通过信号线进行信号或指令的传递，使试验过程中人员不用直接接触、操作相关仪表、阀门，提高试验过程的人员安全性。

当台架发动机冷却系统开始工作时，通过控制模块12读取膨胀水箱压力传感器6的压力数值，即为系统压力P1。

自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，包括发动机冷却系统的膨胀水箱7、压缩空气源1、三通接口5和控制模块12，所述膨胀水箱7内安装有膨胀水箱压力传感器6；所述的压缩空气源1的出口通过输气管4与三通接口5的第一通口连接，输气管4上安装有加气电磁阀2和加气压力传感器3；三通接口5的第二通口与膨胀水箱7入口连接，三通接口5的第三通口通过管道与大气相通，第三通口的管道上安装有放气电磁阀11；膨胀水箱压力传感器6和加气压力传感器3的测量信号通过信号线传送至控制模块12，控制模块12接收压力信号后通过判断控制加气电磁阀2和放气电磁阀11的开闭。控制模块12包括加压模块、泄压模块和判断模块；判断模块用于判断膨胀水箱压力传感器传送的压力值与目标值的关系，当目标值大于膨胀水箱压力值启动加压模块，当目标值小于膨胀水箱压力值启动泄压模块；所述的加压模块用于控制加气电磁阀2开启并关闭放气电磁阀11；所述的泄压模块用于控制加气电磁阀2关闭并开启放气电磁阀11。

结合图2阐述本实用新型为台架发动机冷却系统加压的工作过程。当测试过程中，需要提高系统压力P1至P2(P1<P2)时，将控制模块12中的目标压力值P_target设定为P2。此时，实时检测的系统压力P_fact小于目标压力值P_target，故控制模块12向加气电磁阀2发出开启指令，使压缩空气源1与通膨胀水箱7进行连同，将压缩空气注入通膨胀水箱7的气体储存部分，提高系统压力；通过膨胀水箱压力传感器6和控制模块12实时检测系统压力P_fact，一旦检测到P_fact≥P_target，立即关闭加气电磁阀2，压缩空气不再进入冷却系统，完成对台架发动机冷却系统的加压。

结合图3阐述本实用新型为台架发动机冷却系统降压的工作过程。当测试过程中，需要降低系统压力P1至P3(P1>P3)时，将控制模块12中的目标压力值P_target设定为P3。此时，实时检测的系统压力P_fact大于目标压力值P_target，故控制模块12向放气电磁阀11发出开启指令，将膨胀水箱7与大气环境相连同，使膨胀水箱7内的气体通过管路，释放到大气环境中，从而降低系统压力；通过膨胀水箱压力传感器6和控制模块12实时检测系统压力P_fact，一旦检测到P_fact≤P_target，立即关闭放气电磁阀11，膨胀水箱7内的气体不再释放到大气环境中，完成对台架发动机冷却系统的降压。

综合以上为台架发动机冷却系统加压或降压的工作过程，针对发动机不同转速不同冷却液温度所自然形成的系统压力不同的情况，可灵活设置控制模块12中的目标压力值P_target的区间范围，通过控制模块12及时开启、关闭加气电磁阀2或放气电磁阀11，对冷却系统及时进行加压或降压，使冷却系统压力始终维持在设定的目标压力值P_target的区间范围内。

在对台架发动机冷却系统压力进行调节过程中，某一时刻，加气电磁阀或放气电磁阀仅有一处处于开启状态。避免加气电磁阀与放气电磁阀同时处于开启状态，将压缩空气源、大气环境、膨胀水箱三者同时连同，使系统压力状态不可控。

由于本装置接有压缩空气源，当开启加气电磁阀2后，可提高系统压力，还可用于测试系统的密封性；同时，通过开启加气电磁阀2，还可达到系统进行加压排气的目的。

本实用新型提供的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，通过所述膨胀水箱压力传感器结合控制模块来检测膨胀水箱内的气体压力值；然后通过所述控制模块，控制放气电磁阀、加气电磁阀的开启或者关闭，来实现对所述膨胀水箱内压力的降压或加压。

整套装置结构简单，同时实现了对台架发动机冷却系统压力的加压或降压功能，且操纵安全、简便；且通过控制模块对压力值进行设定，可实现膨胀水箱内压力值的恒定连续自动化控制，提高了压力控制精度。且本装置接有压缩空气源，可提高系统压力，因此还可用于测试系统的密封性，同时还可达到系统加压排气的目的，拓展了装置的使用范围。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不仅限于所述的的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，其特征在于，包括发动机冷却系统的膨胀水箱、压缩空气源、三通接口和控制模块，所述膨胀水箱内安装有膨胀水箱压力传感器；所述的压缩空气源的出口通过输气管与三通接口的第一通口连接，输气管上安装有加气电磁阀和加气压力传感器；三通接口的第二通口与膨胀水箱入口连接，三通接口的第三通口通过管道与大气相通，第三通口的管道上安装有放气电磁阀；膨胀水箱压力传感器和加气压力传感器的测量信号通过信号线传送至控制模块，控制模块接收压力信号后通过判断控制加气电磁阀和放气电磁阀的开闭。

2.如权利要求1所述的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，其特征在于，所述的控制模块包括加压模块、泄压模块和判断模块；判断模块用于判断膨胀水箱压力传感器传送的压力值与目标值的关系，当目标值大于膨胀水箱压力值启动加压模块，当目标值小于膨胀水箱压力值启动泄压模块；所述的加压模块用于控制加气电磁阀开启并关闭放气电磁阀；所述的泄压模块用于控制加气电磁阀关闭并开启放气电磁阀。

3.如权利要求1所述的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，其特征在于，所述的加气电磁阀设置在靠近压缩空气源的输气管上，所述的加气压力传感器设置在靠近三通接口的输气管道上。

4.如权利要求1所述的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，其特征在于，所述的膨胀水箱通过发动机补液管与发动机缸盖水道相连。

5.如权利要求1所述的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，其特征在于，所述的发动机上还设置有发动机除气管。

6.如权利要求1至5任一所述的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，其特征在于，所述放气电磁阀为常闭电磁阀。

7.如权利要求1至5任一所述的一种自动化控制台架发动机冷却系统压力的装置，其特征在于，所述加气电磁阀为常闭电磁阀。