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一種新型的柴油機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)裝置的制作方法

文檔序號:6061464閱讀:271來源:國知局
專利名稱:一種新型的柴油機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型具體涉及一種柴油機(jī)的冷熱沖擊試驗(yàn)臺(tái)裝置。
背景技術(shù)
隨著柴油機(jī)強(qiáng)化程度的不斷提高,受熱零部件的熱負(fù)荷也隨之增加,而柴油機(jī)的熱負(fù)荷在很大程度上決定了柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。因此,受熱零部件的熱分析和考核一直是柴油機(jī)傳熱研究的一個(gè)重點(diǎn)。受熱零部件由于溫度過高而失去工作能力,二是受熱零部件由于溫度梯度過大而產(chǎn)生大的熱應(yīng)力、熱疲勞而遭到破壞。從柴油機(jī)工況來分析把熱負(fù)荷分析分成兩種情況,一是柴油機(jī)穩(wěn)定工作狀態(tài)下的準(zhǔn)靜態(tài)熱負(fù)荷分析,二是考核柴油機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)、變工況及瞬態(tài)循環(huán)工作過程的動(dòng)態(tài)熱負(fù)荷分析和考核。而冷熱沖擊試驗(yàn)是上述的傳熱研究中一項(xiàng)重要手段,是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)的必要項(xiàng)目。一套精準(zhǔn)迅速的冷熱沖擊試驗(yàn)臺(tái)是提供符合冷熱沖擊要求的必要設(shè)備。早期的柴油機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)臺(tái)水平低,采用一個(gè)熱水箱,一個(gè)冷水箱以及定時(shí)器交替工作,來考核受熱零部件的熱疲勞程度。由于過程變化緩慢,熱應(yīng)力變化不夠劇烈。近幾十年來,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,使得運(yùn)行控制系統(tǒng)精度更準(zhǔn)確。以試驗(yàn)為主的熱邊界更為精準(zhǔn)、可靠、運(yùn)用方便。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn),本實(shí)用新型提供了一種柴油機(jī)的冷熱沖擊試驗(yàn)臺(tái)裝置。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:—種柴油機(jī)的冷熱沖擊試驗(yàn)臺(tái)裝置,包括換熱器、控制系統(tǒng)、三通調(diào)節(jié)閥和兩個(gè)溫度傳感器,所述的三通調(diào)節(jié)閥的控制端與控制系統(tǒng)相連,且三通調(diào)節(jié)閥的三個(gè)接口中,一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口相連,一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口相連,一個(gè)與換熱器的進(jìn)口相連,換熱器的出口與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口相連,且換熱器還與冷凍水源相連,所述的兩個(gè)溫度傳感器一個(gè)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)出水口,一個(gè)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水口,且分別與控制系統(tǒng)相連。所述的控制系統(tǒng)還與高位膨脹水箱相連。所述的三通調(diào)節(jié)閥為氣動(dòng)薄膜三通調(diào)節(jié)閥。所述的控制系統(tǒng)還與低位水箱相連。本實(shí)用新型的有益效果如下:本實(shí)用新型在試驗(yàn)室組建一套柴油機(jī)冷熱沖擊的試驗(yàn)考核系統(tǒng),使受熱零部件如活塞、活塞環(huán)、缸蓋、缸套等在試驗(yàn)室里用較短的時(shí)間內(nèi)承受強(qiáng)烈的冷熱交替應(yīng)力,迅速、準(zhǔn)確的暴露問題,為柴油機(jī)傳熱研究提供依據(jù)。新型的冷熱沖擊試驗(yàn)裝置把先進(jìn)的制冷調(diào)節(jié)技術(shù)、測控技術(shù)應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)技術(shù)上,為內(nèi)燃機(jī)傳熱整體耦合研究提供了一種有效的手段。另外在冷熱沖擊 試驗(yàn)時(shí),經(jīng)過換熱器冷卻的冷凍液與外部冷凍液同時(shí)使用。由壓縮空氣來推動(dòng)的氣動(dòng)薄膜三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)分流,在設(shè)定溫度條件下動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)冷卻液流量,最快溫度響應(yīng)時(shí)間不超過10s。完全滿足GB/T19055-2003柴油機(jī)可靠性試驗(yàn)方法關(guān)于冷熱沖擊試驗(yàn)規(guī)范的要求。由于在系統(tǒng)的電腦控制中,按照控制目標(biāo)自動(dòng)智能設(shè)定,能使換熱器最大限度的節(jié)約能源。選用一種可根據(jù)柴油機(jī)散熱量大小作制冷量增減的渦旋式風(fēng)冷冷水機(jī)組,機(jī)組內(nèi)冷水盤管采用波紋翅片,并用機(jī)械脹管法脹接與銅管上,傳熱效率極快。同時(shí)選用親水鋁箔達(dá)到極優(yōu)的換熱特性。冷沖擊時(shí)所需的冷凍水溫度可達(dá)< 10°c。由冷凍水通過大面積的板式換熱器把柴油機(jī)內(nèi)的熱油介質(zhì)-防銹防凍冷卻液帶出的熱量帶走。本實(shí)用新型柴油機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)裝置選用高位膨脹水箱,能消除冷卻系統(tǒng)中低壓部分的蒸汽,不致產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象。并且能及時(shí)為冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充冷卻液。高位膨脹水箱內(nèi)設(shè)有上下液位限位器。當(dāng)冷卻液降到下液位時(shí),限位器發(fā)出信息,傳到控制系統(tǒng),補(bǔ)液電磁閥開啟給膨脹水箱補(bǔ)液。本實(shí)用新型柴油機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)裝置采用智能控制系統(tǒng),能按設(shè)定的溫度、壓力要求自動(dòng)調(diào)節(jié),和19英寸機(jī)柜、Panther DCU型臺(tái)架試驗(yàn)控制器、傳感器接口模塊、工控計(jì)算機(jī)及Panther軟件相結(jié)合。

圖1為本實(shí)用新型柴油機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)裝置系統(tǒng)原理圖;圖中:1電動(dòng)機(jī)的出水口,2三通調(diào)節(jié)閥,3控制系統(tǒng),4換熱器,5電動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口,6出水口的溫度傳感器,7進(jìn)水口的溫度傳感器,8低位水箱,9高溫膨脹水箱,10冷水機(jī)組,11集水箱,12冷凍水箱,F(xiàn)l冷凍水進(jìn)水球閥,F(xiàn)2冷凍水出水球閥,F(xiàn)3普通冷卻水進(jìn)水球閥,F(xiàn)4普通冷卻水出水球閥,SL001上液位傳感器、SL002下液位傳感器。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:本實(shí)用新型包括換熱器4、控制系統(tǒng)3、三通調(diào)節(jié)閥2和兩個(gè)溫度傳感器,三通調(diào)節(jié)閥2的控制端與控制系統(tǒng)3相連,且三通調(diào)節(jié)閥2的三個(gè)接口中,一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口 I相連,一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口 5相連,一個(gè)與換熱器4的進(jìn)口相連,換熱器4的出口與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口 5相連,且換熱器4還與冷凍水源相連,所述的兩個(gè)溫度傳感器一個(gè)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口 1,一個(gè)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口 5,且分別與控制系統(tǒng)3相連??刂葡到y(tǒng)3還與高位膨脹水箱9相連。所述的三通調(diào)節(jié)閥2為氣動(dòng)薄膜三通調(diào)節(jié)閥。控制系統(tǒng)還與低位水箱8相連。熱沖擊時(shí),由發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)出來的熱水(已加熱的冷凍液)從電動(dòng)機(jī)出水口 I進(jìn)入本裝置,達(dá)到熱沖設(shè)定溫度,控制系統(tǒng)3在接收到發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口的溫度傳感器6處的發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度達(dá)到熱沖擊設(shè)定溫度后,根據(jù)預(yù)定程序發(fā)出指令,維持該溫度繼續(xù)試驗(yàn)。熱水流過氣動(dòng)薄膜三通調(diào)節(jié)閥2的冷流A— B通路,分流進(jìn)入板式換熱器4熱流通道,則經(jīng)換熱器4降溫后,由 出水管路流出本裝置,從電動(dòng)機(jī)出水口 5返回到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)水口循環(huán)流動(dòng)。布置在進(jìn)出管路的出水口的溫度傳感器6和進(jìn)水口的溫度傳感器7分別對進(jìn)出本裝置的熱水溫度進(jìn)行監(jiān)測并反饋給控制系統(tǒng)3,控制系統(tǒng)3根據(jù)各個(gè)傳感器反饋的信號對三通調(diào)節(jié)閥2進(jìn)行控制,從而保證被控制的水溫維持在允許的范圍內(nèi)。來自冷水機(jī)組10的冷凍水由冷凍水箱12用水泵進(jìn)入高溫?fù)Q熱器的冷流通道側(cè),吸熱升溫后流回冷水機(jī)組10的集水箱11,由渦旋式風(fēng)冷冷水機(jī)組,降溫冷卻后進(jìn)入再循環(huán)。冷沖擊時(shí),三通調(diào)節(jié)閥2的冷流A— B通路快速打開,熱流A— C通路快速關(guān)閉,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)出來的熱水(防凍液)在進(jìn)水管內(nèi)全部流過三通調(diào)節(jié)閥2的冷流A— B通路,進(jìn)入降溫板式換熱器4的熱流側(cè)經(jīng)換熱降溫后,由出水管流出,返回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)水口循環(huán)流動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口 I處溫度迅速接近并達(dá)到冷沖設(shè)定溫度,完成一次冷熱沖擊循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水出水溫度傳感器、手動(dòng)加放液控制即高位膨脹水箱9內(nèi)的上液位傳感器SL001、下液位傳感器SL002均由控制系統(tǒng)3來控制。進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)時(shí),關(guān)閉冷凍水進(jìn)水球閥Fl和冷凍水出水球閥F2,打開普通冷卻水進(jìn)水球閥F3和普通冷卻水出水 球閥F4,采用普通冷卻水。切換方便,降低試驗(yàn)投資成本。
權(quán)利要求1.一種新型的柴油機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)裝置,其特征在于:包括換熱器、控制系統(tǒng)、三通調(diào)節(jié)閥和兩個(gè)溫度傳感器,所述的三通調(diào)節(jié)閥的控制端與控制系統(tǒng)相連,且三通調(diào)節(jié)閥的三個(gè)接口中,一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口相連,一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口相連,一個(gè)與換熱器的進(jìn)口相連,換熱器的出口與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口相連,且換熱器還與冷凍水源相連,所述的兩個(gè)溫度傳感器一個(gè)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)出水口,一個(gè)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水口,且分別與控制系統(tǒng)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置,其特征在于:所述的控制系統(tǒng)還與高位膨脹水箱相連。
3.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置,其特征在于:所述的三通調(diào)節(jié)閥為氣動(dòng)薄膜三通調(diào)節(jié)閥。
4.如權(quán)利要求 1所述的試驗(yàn)裝置,其特征在于:所述的控制系統(tǒng)還與低位水箱相連。
專利摘要本實(shí)用新型具體公開了一種新型的柴油機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)裝置,包括換熱器、控制系統(tǒng)、三通調(diào)節(jié)閥和兩個(gè)溫度傳感器,所述的三通調(diào)節(jié)閥的控制端與控制系統(tǒng)相連,且三通調(diào)節(jié)閥的三個(gè)接口中,一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的出水口相連,一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口相連,一個(gè)與換熱器的進(jìn)口相連,換熱器的出口與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口相連,且換熱器還與冷凍水源相連,所述的兩個(gè)溫度傳感器一個(gè)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)出水口,一個(gè)安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水口,且分別與控制系統(tǒng)相連。
文檔編號G01M15/04GK203101057SQ201320064609
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月2日
發(fā)明者趙根祥, 張海萍, 李建明 申請人:中國重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司
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