| 专利名称： | 一种用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置 | ||
| 专利名称(英文)： | One kind is used for the bench test of the engine the temperature of the coolant and flow control device | ||
| 专利号： | CN201520083833.9 | 申请时间： | 20150205 |
| 公开号： | CN204440208U | 公开时间： | 20150701 |
| 申请人： | 中国第一汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 130011 吉林省长春市西新经济技术开发区东风大街2259号 | ||
| 发明人： | 胡平; 李景学; 李光磊; 孟庆勇; 侯冬华; 曲函师; 孙博 | ||
| 分类号： | G05D27/02; G01M15/02 | 主分类号： | G05D27/02 |
| 代理机构： | 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 | 代理人： | 朱世林 |
| 摘要： | 本实用新型的发动机台架试验用冷却液温度和流量控制装置，主要包括热交换器、膨胀水箱、冷却水循环水泵、第一三通比例合流阀、电加热器、旁通支路、第二三通比例合流阀、流量传感器、温度传感器及系统控制器；其中，系统控制器包括流量计算器、流量控制器和温度控制器。在以往常规的发动机冷却液温度控制装置的基础上，增加了冷却液流量的控制功能，使发动机台架试验的冷却液条件更接近于整车上使用水箱散热器的实际情况，提高了发动机台架试验结果的准确性和真实性。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model the bench test of the engine with the coolant temperature and flow control device, which mainly comprises a heat exchanger, an expansion water tank, cooling water circulation pump, the three-way 1st ratio the merging valve, an electric heater, the by-pass branch, three-way 2nd ratio the merging valve, a flow sensor, temperature sensor and system controller; wherein the system controller includes a flow calculator, flow controller and temperature controller. In the past conventional engine coolant temperature on the basis of the control device, increased coolant flow control function, a bench test of the engine closer to the condition of the coolant on the whole of the actual situation in the water tank of the radiator, a bench test of the engine is improved and accuracy of the outcome of the authenticity. | ||
1.一种用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置，主要包括热交换器 (3)、膨胀水箱(9)、冷却水循环水泵(10)、第一三通比例合流阀(11)、电加 热器(13)、旁通支路(14)、第二三通比例合流阀(16)、流量传感器(17)、温 度(18)及系统控制器(19)；其中，系统控制器包括流量计算器、流量控制器 和温度控制器，第一三通比例合流阀(11)位于发动机出水口和冷却水循环水泵 入口之间，第二比例合流阀(16)位于发动机(20)进、出口之间的旁通支路(14) 上。
2.如权利要求1所述的一种用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置， 其特征在于：流量传感器(17)可以位于发动机(20)的进水口处或发动机出水 口处。
3.如权利要求1所述的一种用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置， 温度传感器(18)可以位于发动机(20)的进水口处或发动机出水口处。
1.一种用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置，主要包括热交换器 (3)、膨胀水箱(9)、冷却水循环水泵(10)、第一三通比例合流阀(11)、电加 热器(13)、旁通支路(14)、第二三通比例合流阀(16)、流量传感器(17)、温 度(18)及系统控制器(19)；其中，系统控制器包括流量计算器、流量控制器 和温度控制器，第一三通比例合流阀(11)位于发动机出水口和冷却水循环水泵 入口之间，第二比例合流阀(16)位于发动机(20)进、出口之间的旁通支路(14) 上。
2.如权利要求1所述的一种用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置， 其特征在于：流量传感器(17)可以位于发动机(20)的进水口处或发动机出水 口处。
3.如权利要求1所述的一种用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置， 温度传感器(18)可以位于发动机(20)的进水口处或发动机出水口处。
翻译：技术领域
本实用新型属于汽车发动机试验装备的技术领域，具体涉及一种用于发动机 台架试验的冷却液温度和流量控制装置。
背景技术
一般来说，在发动机台架试验过程中，很难直接采用汽车水箱散热器进行发 动机冷却液温度的控制，因为汽车水箱散热器在车上是风冷的，在发动机试验室 有限的空间布置模拟车速、风速的装置既不现实、也不经济、也很难控制。目前， 广泛采用带有水冷式换热器的发动机冷却液温度控制装置(代替汽车水箱散热 器)，在发动机冷却液进口温度或出口温度的恒温控制条件下(这一热负荷状态)， 测定发动机的转速、扭矩、油耗和排放等性能参数以及评价耐久性和可靠性等。
这种通用的发动机冷却液温度控制装置尽管恒定了冷却液进口温度或出口 温度，但是与发动机在车上所使用的特定的水箱散热器的情况并不一致。在汽车 上发动机水泵流量随发动机转速增大而增大，但其流量变化的函数关系与具体的 某一水箱散热器特定的水阻力有关。由于试验室用通用型发动机冷却液温度控制 装置与水箱散热器水阻力特性不同，必然造成了发动机冷却液随发动机转速变化 的流量不同。假如发动机在一定转速和负荷的工况下，冷却液散热功率是一定的， 冷却液的定压比热容也是一个常数，从下述公式可以看出：
发动机冷却液散热功率＝冷却液的定压比热容x发动机冷却液质量流量x(发 动机出水温度—发动机进水温度)
即使恒定了发动机进水温度，只要发动机冷却液流量不同，发动机出水温度 也不同，反之亦然。这就是说，即使发动机冷却液温度控制装置恒定了进水温度 (或出水温度)，由于其冷却液流量与水箱散热器的不同，造成出水温度(或进 水温度)的不同，因此，该工况时发动机的热负荷状况与在汽车上装水箱散热器 时是不同的。这种热负荷的差异，也造成了所测定的发动机转速、扭矩、油耗和 排放等性能参数以及评价耐久性和可靠性等指标的偏离。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种根据输入冷却液进/出口温度 设定值实时控制发动机冷却液的温度和流量的控制装置。
一种用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置，主要包括热交换器 3、膨胀水箱9、冷却水循环水泵10、第一三通比例合流阀11、电加热器13、旁 通支路14、第二三通比例合流阀16、流量传感器17、温度传感器18及系统控 制器19；其中，系统控制器包括流量计算器、流量控制器和温度控制器。第一 三通比例合流阀11位于发动机出水口和冷却水循环水泵入口之间，用于发动机 冷却液流量的调节。第二比例合流阀16位于发动机20进、出口之间的旁通支路 14上，可以根据温度控制要求，调节换热器的冷水和电加热器的热水的配比。
其中，流量传感器17可以位于发动机20的进水口处或出水口处；温度传感 器18可以位于发动机20的进水口处或出水口处。
发动机冷却液温度控制的原理：系统控制器19中的温度控制器单元根据温 度控制的目标输入值J，采集发动机冷却液流经温度传感器18的温度反馈值， 调节第一三通比例调节阀11，使换热器3的冷水和电加热器13的热水的配比达 到温度控制目标值的要求。
发动机冷却液流量控制的原理：系统控制器19中的流量控制器单元根据流 量控制的目标输入值I，采集发动机冷却液流量传感器17的流量反馈值，控制 第二三通比例调节阀16，调节冷却水循环水泵10和旁通支路14的流量配比， 使通过旁通支路14回流发动机的冷却液流量达到流量控制目标值的要求。
对于发动机冷却液设定温度和流量的输入有如下几种方式：
温度设定：1、通过系统控制器的键盘输入温度设定值；
2、通过外部模拟量的电信号输入温度设定值。
流量设定：1、通过系统控制器的键盘直接输入流量设定值；
2、通过外部模拟量的电信号直接输入流量设定值；
3、通过系统控制器的键盘输入发动机转速值，经过内部流量计算器 换算出流量。
本实用新型的发动机台架试验用冷却液条件控制系统，在常规发动机冷却液 温度控制装置的基础上增加发动机冷却液流量计算器、冷却液流量传感器、冷却 液流量控制器，不仅具备冷却液温度控制功能，同时增加通过三通比例合流阀实 现发动机冷却液流量的控制功能，使发动机台架试验时，能够很好地模拟整车上 使用水箱散热器时的不同发动机热负荷条件，并且避免了控制发动机进/出水温 度后，进出水温差与整车测试结果无法吻合的现象，提高了发动机台架试验结果 的准确性和真实性。
附图说明
图1是本实用新型的用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装置的原 理示意图。
图中：A、给发动机供给冷却液的接口B、从发动机返回冷却液的接口C、冷却水 入口D、冷却水出口E、冷却液的充注和排出口F、膨胀水箱手动放气口G、膨胀 水箱自动放气口H、发动机最高点放气管与膨胀水箱的接口I、发动机转速信号 接口J、发动机冷却液温度目标值的设定输入
1、冷却水进口球阀2、冷却水过滤器3、热交换器4、自动放气阀5、冷却水 出口球阀6、膨胀水箱液位计7、膨胀水箱自动放气阀8、球阀9、膨胀水箱 10、冷却液循环水泵11、第一三通比例合流阀12、冷却液过滤器13、冷却液 加热器14、旁通支路15、球阀16、第二三通比例合流阀17、流量传感器18、 温度传感器19、系统控制器20、发动机
具体实施方案
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明。
如图1所示，本实用新型的用于发动机台架试验的冷却液温度和流量控制装 置，主要包括热交换器3、膨胀水箱9、冷却水循环水泵10、第一三通比例合流 阀11、电加热器13、旁通支路14、第二三通比例合流阀16、流量传感器17、 温度传感器18及系统控制器19；其中，系统控制器包括流量计算器、流量控制 器和温度控制器。第一三通比例合流阀11位于发动机出水口和冷却水循环水泵 入口之间，用于发动机冷却液流量的调节。第二比例合流阀16位于发动机20 进、出口之间的旁通支路14上，可以根据温度控制要求，调节换热器的冷水和 电加热器的热水的配比。流量传感器17位于发动机20的进水口处处；温度传感 器18位于发动机20的进水口处。
发动机冷却液温度控制：系统控制器19中的温度控制器单元根据温度控制 的目标输入值J，采集发动机冷却液流经温度传感器18的温度反馈值，调节第 一三通比例调节阀11，使换热器3的冷水和电加热器13的热水的配比达到温度 控制目标值的要求。
发动机冷却液流量控制：系统控制器19中的流量控制器单元根据流量控制 的目标输入值I，采集发动机冷却液流量传感器17的流量反馈值，控制第二三 通比例调节阀16，调节冷却水循环水泵10和旁通支路14的流量配比，使通过 旁通支路14回流发动机的冷却液流量达到流量控制目标值的要求。
