CN213779505U - 一种发动机冷却系统监控及保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机冷却系统监控及保护装置，包括发动机和台架控制系统，发动机的下部通过循环进管连通到膨胀水箱的下部，发动机的上部通过循环出管连通到膨胀水箱的侧部，循环出管上设有温度压力传感器，膨胀水箱的上部通过冷却液进管连通到冷却液储备箱，冷却液储备箱上设有第一液位传感器，膨胀水箱上设有第二液位传感器，冷却液进管上设有第二电磁阀，温度压力传感器、第一液位传感器、第二液位传感器和第二电磁阀均与台架控制系统信号连接。本实用新型减小了试验误差，有效保障了产品开发的正常进行，大大降低了因冷却系统泄漏引起的损失。

Description

一种发动机冷却系统监控及保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种发动机冷却系统监控及保护装置。

背景技术

现有冷却液加注及放出试验采用人工使用水桶逐次加注，加注时往往存在溢出、飞溅等情况导致测量误差较大；冷却液放出存在无法找到最低放水点的情况，导致发动机本体冷却液存留量过大。现有发动机水温控系统无法记录及监控冷却液使用情况，运行过程中不能及时发现冷却系统是否存在异常（如泄漏或温度压力异常波动）。若冷却液泄漏时间过长，会造成故障第一现场破坏、无法快速锁定；若冷却液温度压力异常波动，可能会存在发动机冷却系统零部件故障。以上两点若无法及时发现，严重情况下会导致发动机拉缸。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种发动机冷却系统监控及保护装置，有效保障了产品开发的正常进行，大大降低了因冷却系统泄漏引起的损失。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括发动机和台架控制系统，所述发动机的下部通过循环进管连通到膨胀水箱的下部，所述发动机的上部通过循环出管连通到膨胀水箱的侧部，其结构特点是所述循环出管上设有温度压力传感器，所述膨胀水箱的上部通过冷却液进管连通到冷却液储备箱，所述冷却液储备箱上设有第一液位传感器，所述膨胀水箱上设有第二液位传感器，所述冷却液进管上设有第二电磁阀，所述温度压力传感器、所述第一液位传感器、第二液位传感器和第二电磁阀均与所述台架控制系统信号连接。

采用上述结构后，发动机运行时，通过膨胀水箱第二液位传感器监控并记录液位情况，根据液位变化计算出冷却液消耗量，若冷却液消耗量超出设定值，则台架操作系统自动报警，试验人员可停机检查是否存在异常泄漏，若无，台架控制系统将自行打开第二电磁阀，同时此时冷却液储备箱第一液位传感器记录当前液位，冷却液经冷却液储备箱自行流入膨胀水箱内，待达到膨胀水箱最大允许液位时，第二电磁阀关闭、停止加注，此时冷却液储备箱第一液位传感器记录加注后的液位，通过冷却液储备箱液位变化可计算出实际加注量并记录。发动机运行时，通过冷却液出水处的温度压力传感器实时监控并记录冷却系统温度、压力波动情况，若温度、压力同时波动过大且超出设定波动范围，则台架操作系统自动报警，试验人员随之检查发动机冷却系统状态，通过对冷却液的消耗量、冷却液压力和冷却液温度的变化进行及时报警，有效保障了产品开发的正常进行，大大降低了因冷却系统泄漏引起的损失。

作为一种改进的技术方案，所述循环进管通过支路连通到收集箱，所述支路上设有第一电磁阀，所述收集箱的下部对应安装有电子秤，所述第一电磁阀和电子秤均与所述台架控制系统信号连接。

收集箱能够存贮放出的冷却液，放出前，通过电子秤自行记录此时重量；放出时，打开第四电磁阀、第一电磁阀，因重力作用冷却液自行流入收集箱，待电子秤数值不再变化后，即为冷却液放出已完成，通过电子秤数值变化即可计算出实际冷却液放出量。

作为一种改进的技术方案，所述循环进管上依次设有加热器和水泵，加热器和水泵均与台架控制系统信号连接。

温度压力传感器对发动机出水进行实时监控并记录出水温度，若环境温度过低且超出设定最低水温，温度压力传感器能够产生信号输送至台架控制系统，台架控制系统会产生控制加热器和水泵运行的信号，使冷却液循环流动的同时快速提升冷却液温度。

作为一种改进的技术方案，所述冷却液储备箱上部的进液管上设有第三电磁阀，第三电磁阀与台架控制系统信号连接。

第三电磁阀能够控制冷却液能否进入冷却液储备箱，台架控制系统能够根据接收的信号控制第三电磁阀的开启和关闭。

作为一种改进的技术方案，所述发动机与所述膨胀水箱之间还连接有通气管，所述膨胀水箱的上部设有通气孔，所述通气孔处设有第四电磁阀，第四电磁阀与台架控制系统信号连接。

通气管能够保证发动机和膨胀水箱之间的气压平衡，便于膨胀水箱和发动机之间的冷却液循环流动，膨胀水箱上的通气孔能够调节膨胀水箱内部的气压，第四电磁阀能够控制外界与膨胀水箱的连通，从而保证冷却液在膨胀水箱和发动机等压力运行，台架控制系统能够根据实际情况发送信号到第四电磁阀处控制第四电磁阀的开启和关闭。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1-发动机，2-台架控制系统，3-循环进管，4-膨胀水箱，5-加热器，6-水泵，7-支路，8-第一电磁阀，9-收集箱，10-电子秤，11-循环出管，12-温度压力传感器，13-冷却液进管，14-冷却液储备箱，15-第二电磁阀，16-进液管，17-第三电磁阀，18-第一液位传感器，19-通气管，20-第四电磁阀，21-第二液位传感器。

具体实施方式

为了便于理解本实施例，以下是本实施例中的现有技术和专业名词，由于发动机1的基本结构为现有技术，在此不再详细描述其基本机构，根据发动机1的工作原理和现有技术，本技术领域的技术人员可清楚得知本实施例中的各个部件安装在发动机1上的位置，在此也不再赘述。台架控制系统2：一个虚拟的环境，用于验证一个设计或模型的正确性。冷却液：全称防冻冷却液，由水、防冻剂、添加剂三部分组成，具有冬季防冻、防腐蚀、防水垢、防开锅的功能。水泵6：将原动机的机械能或其它外部能力传送给液体，使液体能力增加，从而输送液体。液位传感器：用于测量容器中液体介质高低的仪表。膨胀水箱4：用于容纳系统水的膨胀量，同时起到定压作用和为系统补水的作用。电磁阀：是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。温度压力传感器12：能感受压力信号和温度信号，并能按照一定的规律将压力信号和温度信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。电子秤10：衡器的一种，是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。加热器5：通过燃料燃烧或电气发热对液体或气体进行加热，从而提高液体或气体的温度的工具。电磁阀、温度压力传感器12、液位传感器、电子秤10、加热器5、水泵6和台架控制系统2的运行原理和结构均为现有技术，为本技术领域技术人员所熟知，此处不多作赘述。

参照图1所示，该发动机冷却系统监控及保护装置包括发动机1和台架控制系统2，发动机1的下部通过循环进管3连通到膨胀水箱4的下部，膨胀水箱4能够容纳跟发动机1循环的冷却液膨胀量，循环进管3上依次设有加热器5和水泵6，加热器5能够对冷却液进行加热升温，水泵6能够为冷却液的循环提供动力；循环进管3通过支路7连通到收集箱9，收集箱9能够收集自膨胀水箱4和发动机1排出的冷却液，支路7上设有第一电磁阀8，第一电磁阀8能够控制循环进管3的冷却液是否进入收集箱9，收集箱9的下部对应安装有电子秤10，电子秤10能够对收集箱9进行称重；发动机1的上部通过循环出管11连通到膨胀水箱4的侧部，循环出管11上设有温度压力传感器12，温度压力传感器12能够测出自发动机1排出的冷却液的温度和压力；膨胀水箱4的上部通过冷却液进管13连通到冷却液储备箱14，冷却液储备箱14能存储未进入发动机1和膨胀水箱4循环的冷却液，冷却液进管13上设有第二电磁阀15，第二电磁阀15能够控制冷却液储备箱14的冷却液是否进入膨胀水箱4，冷却液储备箱14上部的进液管16上设有第三电磁阀17，第三电磁阀17能够控制冷却液是否进入冷却液储备箱14。冷却液储备箱14上设有第一液位传感器18，第一液位传感器18能够测量冷却液储备箱14的冷却液液位，膨胀水箱4上设有第二液位传感器21，第二液位传感器21能够测量膨胀水箱4的冷却液液位；其中发动机1与膨胀水箱4之间还通过通气管19连通，通气管19能够使发动机1和膨胀水箱4的气压处于同一气压，膨胀水箱4的上部设有通气孔，通气孔能够保证膨胀水箱4的气压与外界气压相同，通气孔处设有第四电磁阀20，第四电磁阀20能够控制膨胀水箱4与外界的连通，也就是能够调节膨胀水箱4的气压。第一电磁阀8、第二电磁阀15、第三电磁阀17、第四电磁阀20、温度压力传感器12、第一液位传感器18、第二液位传感器21、电子秤10、加热器5和水泵6均与台架控制系统2信号连接。其中第一电磁阀8、第二电磁阀15、第三电磁阀17、第四电磁阀20、温度压力传感器12、第一液位传感器18、第二液位传感器21、电子秤10、加热器5、水泵6和台架控制系统2的运行原理和结构均为现有技术，为本技术领域技术人员所熟知，此处不多作赘述。

液位监控及保护：发动机1运行时，通过膨胀水箱4的第二液位传感器21监控并记录冷却系统液位情况，根据液位变化计算出冷却液消耗量，若冷却液消耗量超出设定值M，则台架操作系统自动报警，试验人员可停机检查是否存在异常泄漏，若无，台架系统将发出自行打开第四电磁阀20、第三电磁阀17、第二电磁阀15的信号，冷却液自冷却液储备箱14自动流入膨胀水箱4，膨胀水箱4的冷却液进入循环，也就是经膨胀水箱4内的冷却液循环进管3发动机1内，待达到膨胀水箱4最大允许液位时，第二液位传感器21产生信号送至台架系统，台架系统传出信号到第二电磁阀15，第二电磁阀15关闭、停止加注。

温度及压力监控及保护：发动机1运行时，通过冷却液出水温度压力传感器12实时监控并记录冷却系统温度、压力波动情况，若温度、压力同时波动过大且超出设定波动范围N，则台架操作系统自动报警，试验人员随之检查发动机1冷却系统状态。

冷却液加注计算：液位加注时，第一液位传感器18记录冷却液储备箱14的初始液位a，冷却液自冷却液储备箱14自动流入膨胀水箱4，膨胀水箱4的冷却液进入循环，也就是经膨胀水箱4内的冷却液循环进管3发动机1内，待达到膨胀水箱4最大允许液位时，第二液位传感器21产生信号送至台架系统，台架系统传出信号到第二电磁阀15，第二电磁阀15关闭、停止加注，此时冷却液储备箱14第一液位传感器18记录冷却液储备箱14的当前液位c，通过冷却液储备箱14液位变化可计算出实际加注量并记录。如储备箱冷却液高度每mm对应冷却液重量为0.1kg，a为400mm，c为355mm，则实际加注量=0.1*（a-c）=0.1*（400-355）=4.5kg。

冷却液放出计算：放出前，通过电子秤10自行记录此时重量m1；放出时，打开第四电磁阀20、第一电磁阀8，因重力作用冷却液自行流入收集箱9，待电子秤10数值m2不再变化后，即为冷却液放出已完成，通过电子秤10数值变化即可计算出实际冷却液放出量，如m1为10kg，m2为15.6kg，则实际放出量=m2-m1=15.6-10=5.6kg。

可靠性试验自动补液计算：耐久试验过程中，当膨胀水箱4第二液位传感器21检测值低于最低许用液位d时，将发动机1停机，根据冷却液加注加注至膨胀水箱4最大允许液位b，并通过液位变化记录加注冷却液重量，如膨胀水箱4也为处于d时对应储备箱冷却液高度为355mm，自动加注至膨胀水箱4最大允许也为b时对应储备箱冷却液高度为338mm，则自动加注量=0.1*（a-c）=0.1*（355-338）=1.7kg。

起动排气：台架系统发出信号使水泵6和加热器5运行，模拟发动机1运转时冷却液流动及热量传递，达到冷却液充分填充水腔、排气的效果，具体水温及水压可通过温度压力传感器12记录，温度压力传感器12发出信号输送至台架系统。

过冷保护：冷却液出水温度传感器实时监控并记录冷却水温度，若环境温度过低且超出设定最低水温Q，温度压力传感器12产生信号送至台架系统，台架系统传出信号使加热器5和水泵通电工作，使冷却液循环流动的同时快速提升冷却液温度。

Claims (5)

1.一种发动机冷却系统监控及保护装置，包括发动机（1）和台架控制系统（2），所述发动机（1）的下部通过循环进管（3）连通到膨胀水箱（4）的下部，所述发动机（1）的上部通过循环出管（11）连通到膨胀水箱（4）的侧部，其特征在于所述循环出管（11）上设有温度压力传感器（12），所述膨胀水箱（4）的上部通过冷却液进管（13）连通到冷却液储备箱（14），所述冷却液储备箱（14）上设有第一液位传感器（18），所述膨胀水箱（4）上设有第二液位传感器（21），所述冷却液进管（13）上设有第二电磁阀（15），所述温度压力传感器（12）、所述第一液位传感器（18）、第二液位传感器（21）和第二电磁阀（15）均与所述台架控制系统（2）信号连接。

2.如权利要求1所述的发动机冷却系统监控及保护装置，其特征在于所述循环进管（3）通过支路（7）连通到收集箱（9），所述支路（7）上设有第一电磁阀（8），所述收集箱（9）的下部对应安装有电子秤（10），所述第一电磁阀（8）和电子秤（10）均与所述台架控制系统（2）信号连接。

3.如权利要求1所述的发动机冷却系统监控及保护装置，其特征在于所述循环进管（3）上依次设有加热器（5）和水泵（6），加热器（5）和水泵（6）均与台架控制系统（2）信号连接。

4.如权利要求1所述的发动机冷却系统监控及保护装置，其特征在于所述冷却液储备箱（14）上部的进液管（16）上设有第三电磁阀（17），第三电磁阀（17）与台架控制系统（2）信号连接。

5.如权利要求1所述的发动机冷却系统监控及保护装置，其特征在于所述发动机（1）与所述膨胀水箱（4）之间还连接有通气管（19），所述膨胀水箱（4）的上部设有通气孔，所述通气孔处设有第四电磁阀（20），第四电磁阀（20）与台架控制系统（2）信号连接。

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