專利名稱：一種發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)動機熱管理試驗裝置，尤其涉及一種發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代發(fā)動機性能的不斷提高，發(fā)動機的熱負荷越來越高，傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足日益嚴格的發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和排放要求。傳統(tǒng)的冷卻系往往采用機械傳動的風(fēng)扇、水泵和石蠟節(jié)溫器，易出現(xiàn)極限工況下的過熱現(xiàn)象和部分負荷時冷卻過冷的狀況，冷卻系統(tǒng)低效，能耗高，且嚴重影響發(fā)動機的排放和油耗。在此背景下，提出熱管理的概念，即是從系統(tǒng)集成和整體的角度出發(fā)，統(tǒng)籌熱量與發(fā)動機乃至整車之間的關(guān)系，采用綜合手段控制和優(yōu)化熱量傳遞的系統(tǒng)。熱管理系統(tǒng)可以根據(jù)行車情況和環(huán)境條件，自動調(diào)節(jié)冷卻強度以保證被冷卻對象工作在最佳溫度范圍，從而優(yōu)化整車的環(huán)保性能和節(jié)能效果，同時改善汽車運行安全性和駕駛舒適性等。在國內(nèi)，發(fā)動機熱管理技術(shù)起步較晚，目前汽車上使用的多為傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，且國內(nèi)在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的研發(fā)上多采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法，憑借經(jīng)驗設(shè)計，重點放在滿足發(fā)動機最大功率點和最大負荷的冷卻要求上，然后進行大量的實車對比選擇實驗。此種設(shè)計方法設(shè)計出的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)低效高耗且耗費大量的時間和資金成本。雖然目前計算機技術(shù)的發(fā)展使得研發(fā)周期大大縮短，但是模型的仿真精度仍有待提高，計算方法有待優(yōu)化，不能從根本上替代試驗的作用。實車測試雖然有效，但是耗費周期長，受實車環(huán)境所限也難以得到完整的試驗數(shù)據(jù)去對設(shè)計方案進行分析改進，只能靠經(jīng)驗粗略的匹配冷卻系統(tǒng)。而國外多采用的風(fēng)洞試驗方法則投資巨大?；谝陨显颍l(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗臺能夠解決新型發(fā)動機熱管理系統(tǒng)的研發(fā)問題，使得研發(fā)周期大大縮短，同時開發(fā)出的系統(tǒng)能夠很好的滿足現(xiàn)代發(fā)動機對冷卻系統(tǒng)的需要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗裝置。發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗裝置包括發(fā)動機進氣管、第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、空氣質(zhì)量流量計、廢氣渦輪增壓器、第六溫度傳感器、發(fā)動機排氣管、第二溫度傳感器、 第二壓力傳感器、第四壓力傳感器、第四溫度傳感器、水泵、水泵扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、水泵變頻電機、第五壓力傳感器、第五溫度傳感器、第一冷卻液流量傳感器、第三溫度傳感器、第三壓力傳感器、發(fā)動機氣缸、發(fā)動機冷卻水腔、風(fēng)扇變頻電機、第八溫度傳感器、風(fēng)扇扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、冷卻風(fēng)扇、散熱器、第二壓差傳感器、第一壓差傳感器、中冷器、熱線風(fēng)速儀、第七溫度傳感器、冷卻風(fēng)道、風(fēng)機風(fēng)扇、風(fēng)機變頻電機、發(fā)動機、電渦流測功機、發(fā)動機進氣口、發(fā)動機排氣口、節(jié)溫器和第二冷卻液流量傳感器；發(fā)動機進氣管、第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、空氣質(zhì)量流量計、廢氣渦輪增壓器、第二溫度傳感器、第二壓力傳感器、中冷器、發(fā)動機進氣口、發(fā)動機、發(fā)動機排氣口、廢氣渦輪增壓器、第六溫度傳感器、發(fā)動機排氣管順次相連，水泵、發(fā)動機冷卻水腔、第一冷卻液流量傳感器、第四溫度傳感器、第四壓力傳感器、節(jié)溫器、第五壓力傳感器、第五溫度傳感器順次相連，水泵、發(fā)動機冷卻水腔、第一冷卻液流量傳感器、第四溫度傳感器、第四壓力傳感器、第二冷卻液流量傳感器、散熱器、節(jié)溫器、第五壓力傳感器、第五溫度傳感器順次相連，發(fā)動機與電渦流測功機彈性聯(lián)軸器相連，散熱器側(cè)面順次設(shè)有風(fēng)扇變頻電機、第八溫度傳感器、風(fēng)扇扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、冷卻風(fēng)扇，冷卻風(fēng)道側(cè)面順次設(shè)有風(fēng)機風(fēng)扇、風(fēng)機變頻電機，冷卻風(fēng)道內(nèi)設(shè)有熱線風(fēng)速儀、第七溫度傳感器，散熱器設(shè)有第二壓差傳感器，中冷器設(shè)有第一壓差傳感器。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果1)本實用新型所提供的發(fā)動機熱管理試驗臺可實現(xiàn)發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗，通過發(fā)動機測試臺架和實車動力艙冷卻包流動模擬裝置的結(jié)合，可以實現(xiàn)模擬位于動力艙內(nèi)部的散熱器、中冷器的流動傳熱情況，并通過測功機對發(fā)動機進行加載提供熱管理系統(tǒng)工作的真實條件從而去測試熱管理系統(tǒng)的性能。2)本實用新型所提供的發(fā)動機熱管理試驗臺利用可調(diào)節(jié)的支架以及風(fēng)道，通過調(diào)整散熱器、中冷器、冷卻風(fēng)扇之間的結(jié)構(gòu)位置，做相關(guān)的匹配優(yōu)化研究。在風(fēng)道前使用變頻風(fēng)機模擬實車迎風(fēng)冷卻。從而達到能夠在試驗室環(huán)境內(nèi)模擬實車內(nèi)動力艙流動的效果。3)本實用新型所提供的發(fā)動機熱管理試驗臺對冷卻風(fēng)扇、冷卻水泵采用變頻電機驅(qū)動，可以無極調(diào)速，可以對風(fēng)扇和水泵調(diào)整至任意轉(zhuǎn)速，因此既可以進行具有固定傳動比的冷卻水泵、冷卻風(fēng)扇和石蠟節(jié)溫器的傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的性能測試，也可以進行電控水泵、電控風(fēng)扇及節(jié)溫器的先進發(fā)動機熱管理系統(tǒng)的匹配研究。4)本實用新型所提供的發(fā)動機熱管理試驗臺對冷卻風(fēng)扇、冷卻水泵利用扭矩儀、 轉(zhuǎn)速傳感器進行測量，得到轉(zhuǎn)速、扭矩及功率，可以對熱管理系統(tǒng)的能耗進行評估。5)本實用新型所提供的發(fā)動機熱管理試驗臺利用各部件及傳感器，收集發(fā)動機熱管理系統(tǒng)各附件流量和壓力等工作特性，不僅可以定量分析散熱器、中冷器熱交換量，系統(tǒng)的分析各附件之間的影響，同時可以評估熱管理系統(tǒng)對發(fā)動機性能的影響，從而綜合評價系統(tǒng)性能。6)本實用新型所提供的發(fā)動機熱管理試驗臺所述試驗系數(shù)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采用美國NI公司的PXI-1042Q機箱及SCXI-1000信號調(diào)理箱，可以對溫度，壓力，轉(zhuǎn)速，流量，流速等物理量進行高精度的實時測量，同時CAN總線讀取發(fā)動機測功機的測量數(shù)據(jù)。同時采集系統(tǒng)軟件的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析采用Iabview軟件編寫，可以對所有的被測物理量進行實時監(jiān)控，對發(fā)動機水溫，轉(zhuǎn)速的異?？梢赃M行自動報警；可以將試驗過程中的所有測量數(shù)據(jù)自動保存，并對數(shù)據(jù)進行分析從而對發(fā)動機熱管理系統(tǒng)的部件及整體性能進行評價。7)本實用新型所提供的發(fā)動機熱管理試驗臺相對于整車試驗，采集數(shù)據(jù)全面，測量精度高。相對于風(fēng)洞試驗則投資小，但試驗效果良好。系統(tǒng)整體可靠性高。

圖1是發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖2是本實用新型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。如圖1所示，發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗裝置包括發(fā)動機進氣管1、第一溫度傳感器2、 第一壓力傳感器3、空氣質(zhì)量流量計4、廢氣渦輪增壓器5、第六溫度傳感器6、發(fā)動機排氣管 7、第二溫度傳感器8、第二壓力傳感器9、第四壓力傳感器10、第四溫度傳感器11、水泵12、 水泵扭矩轉(zhuǎn)速傳感器13、水泵變頻電機14、第五壓力傳感器15、第五溫度傳感器16、第一冷卻液流量傳感器17、第三溫度傳感器18、第三壓力傳感器19、發(fā)動機氣缸20、發(fā)動機冷卻水腔21、風(fēng)扇變頻電機22、第八溫度傳感器23、風(fēng)扇扭矩轉(zhuǎn)速傳感器M、冷卻風(fēng)扇25、散熱器沈、第二壓差傳感器27、第一壓差傳感器28、中冷器四、熱線風(fēng)速儀30、第七溫度傳感器 31、冷卻風(fēng)道32、風(fēng)機風(fēng)扇33、風(fēng)機變頻電機34、發(fā)動機35、電渦流測功機36、發(fā)動機進氣口 37、發(fā)動機排氣口 38、節(jié)溫器39和第二冷卻液流量傳感器40 ；發(fā)動機進氣管1、第一溫度傳感器2、第一壓力傳感器3、空氣質(zhì)量流量計4、廢氣渦輪增壓器5、第二溫度傳感器8、第二壓力傳感器9、中冷器四、發(fā)動機進氣口 37、發(fā)動機35、發(fā)動機排氣口 38、廢氣渦輪增壓器5、 第六溫度傳感器6、發(fā)動機排氣管7順次相連，水泵12、發(fā)動機冷卻水腔21、第一冷卻液流量傳感器17、第四溫度傳感器11、第四壓力傳感器10、節(jié)溫器39、第五壓力傳感器15、第五溫度傳感器16順次相連，水泵12、發(fā)動機冷卻水腔21、第一冷卻液流量傳感器17、第四溫度傳感器11、第四壓力傳感器10、第二冷卻液流量傳感器40、散熱器沈、節(jié)溫器39、第五壓力傳感器15、第五溫度傳感器16順次相連，發(fā)動機35與電渦流測功機36彈性聯(lián)軸器相連，散熱器沈側(cè)面順次設(shè)有風(fēng)扇變頻電機22、第八溫度傳感器23、風(fēng)扇扭矩轉(zhuǎn)速傳感器M、冷卻風(fēng)扇25，冷卻風(fēng)道32側(cè)面順次設(shè)有風(fēng)機風(fēng)扇33、風(fēng)機變頻電機34，冷卻風(fēng)道32內(nèi)設(shè)有熱線風(fēng)速儀30、第七溫度傳感器31，散熱器沈設(shè)有第二壓差傳感器27，中冷器四設(shè)有第一壓差傳感器28。本實用新型的工作原理及過程如下根據(jù)圖1，本實用新型進行熱管理系統(tǒng)測試時，通過電渦流測功機36對發(fā)動機35進行加載，將其調(diào)整到發(fā)動機目標(biāo)工況，并測量發(fā)動機此時的扭矩、轉(zhuǎn)速、功率、油耗； 新鮮空氣由發(fā)動機進氣管1進入，進氣溫度、壓力分別由第一溫度傳感器1和第一壓力傳感器3測得，進氣質(zhì)量由空氣質(zhì)量流量計4測得；進氣空氣通過廢氣渦輪增壓器5增壓后進如中冷器四進行冷卻，中冷前的增壓空氣溫度、壓力分別由第二溫度傳感器8和第二壓力傳感器9測得；中冷后進氣的溫度和壓力由第三溫度傳感器18和第三壓力傳感器19測得； 進氣經(jīng)發(fā)動機進氣口 37進入發(fā)動機氣缸20內(nèi)燃燒做功，燃燒后的廢氣通過發(fā)動機排氣口 38排出通過廢氣渦輪增壓器5的渦輪進入排氣管7排出，排氣溫度由第六溫度傳感器6測得；在發(fā)動機內(nèi)燃燒不能轉(zhuǎn)化為有用功的能量一部分通過排氣帶走，一部分熱量則傳入發(fā)動機冷卻水腔21內(nèi)，水泵12由水泵變頻電機14驅(qū)動，由水泵扭矩轉(zhuǎn)速傳感器13測量水泵的扭矩、轉(zhuǎn)速和功率，書泵抽水端的壓力和溫度由第五壓力傳感器15和第五溫度傳感器16 測得；冷卻水由水泵12泵入機體后，在發(fā)動機冷卻水腔21內(nèi)帶走熱量流出機體，進入發(fā)動機35的冷卻水質(zhì)量流量由第一冷卻液流量傳感器17測得，冷卻水流出發(fā)動機35的壓力和溫度由第四壓力傳感器10和第四溫度傳感器11測得；冷卻水經(jīng)過節(jié)溫器39后，根據(jù)此時冷卻水的溫度，節(jié)溫器39調(diào)整開度，控制冷卻水大小循環(huán)的流量，這里的節(jié)溫器39可以是傳統(tǒng)石蠟節(jié)溫器，也可以是電控節(jié)溫器；經(jīng)過大循環(huán)的冷卻水流量由第二冷卻液流量傳感器40測得；冷卻風(fēng)道32、中冷器四、散熱器沈、冷卻風(fēng)扇25按照實車動力艙內(nèi)冷卻包的結(jié)構(gòu)尺寸布置在可調(diào)支架上；放置在冷卻風(fēng)道32入口前的風(fēng)機風(fēng)扇33由風(fēng)機變頻電機34驅(qū)動，可以模擬實車運行時，吹入動力艙內(nèi)的迎風(fēng)冷卻效果；冷卻風(fēng)的流速和流量由熱線風(fēng)速儀30和第七溫度傳感器31測得；冷卻風(fēng)經(jīng)過中冷器四和散熱器沈的流動壓力損失由第一壓差傳感器觀和第二壓差傳感器27測得；冷卻風(fēng)扇25為吸風(fēng)風(fēng)扇，安裝在散熱器沈后方由風(fēng)扇變頻電機22驅(qū)動，通過風(fēng)扇扭矩轉(zhuǎn)速傳感器M測量風(fēng)扇的扭矩、轉(zhuǎn)速及功率，流出的冷卻空氣溫度由第八溫度傳感器23測得。圖2為發(fā)動機熱管理試驗臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，使用OT (美國國家儀器) PXI-1042Q型工控機作為上位機，F(xiàn)C2000發(fā)動機測控系統(tǒng)用于對發(fā)動機進行加載控制，并測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，扭矩、功率和油耗數(shù)據(jù)，并通過CAN通信傳至上位機，而試驗臺所采集的溫度、壓力、流量、流速信號則連接至SCXI1000信號調(diào)理箱，經(jīng)信號調(diào)理后傳輸至上位機。由Iabview開發(fā)的數(shù)據(jù)采集軟件可以對所有的被測物理量進行實時監(jiān)控，對發(fā)動機水溫，轉(zhuǎn)速的異?？梢赃M行自動報警；可以將試驗過程中的所有測量數(shù)據(jù)自動保存，并對數(shù)據(jù)進行分析從而對發(fā)動機熱管理系統(tǒng)的部件及整體性能進行評價。本實用新型可以進行熱管理系統(tǒng)基本性能測試，如發(fā)動機暖機時間、發(fā)動機最大扭矩轉(zhuǎn)速工況下熱管理系統(tǒng)試驗、發(fā)動機額定功率轉(zhuǎn)速下熱管理系統(tǒng)試驗。也可以進行所需要的特定工況下的熱管理系統(tǒng)試驗，如發(fā)動機負荷突變時熱管理系統(tǒng)散熱能力試驗。在實驗前將系統(tǒng)的測試裝置布置好，尤其將散熱器26、中冷器四、冷卻風(fēng)扇25按照實車動力艙的結(jié)構(gòu)尺寸固定安裝，冷卻液按照實際測試要求添加相應(yīng)型號，發(fā)動機35同電渦流測功機36連接并由電渦流測功機36控制，將各傳感器同OT數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接好， 開啟測功機及數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并打開試驗室相關(guān)輔助設(shè)置如通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備等。本實用新型進行發(fā)動機暖機試驗時，在某一特定環(huán)境條件下，調(diào)節(jié)發(fā)動機35至某以一特定轉(zhuǎn)速，特定負荷，測量達到特定溫度下所需的時間及熱管理系統(tǒng)相關(guān)的參數(shù)變化， 如環(huán)境溫度15°C，大氣壓力ΙΟΙΚρει，將發(fā)動機調(diào)整到lOOOr/min，負荷25%，實時測量采集發(fā)動機出水水溫及其他各參數(shù)隨時間的變化，當(dāng)發(fā)動機出水溫度達到85°C時，得到暖機時間。本實用新型進行發(fā)動機最大扭矩轉(zhuǎn)速工況試驗時，調(diào)節(jié)發(fā)動機35至發(fā)動機的最大扭矩轉(zhuǎn)速，油門全開，測試發(fā)動機熱平衡后熱管理系統(tǒng)的性能參數(shù)，如環(huán)境溫度15°C， 大氣壓力IOlKpa,將發(fā)動機調(diào)整至1600r/min，油門全開達到發(fā)動機最大扭矩點，測量系統(tǒng)各參數(shù)，待出發(fā)動機出水溫度不再升高，波動在0. 5°C范圍內(nèi)時，整個系統(tǒng)達到熱平衡，根據(jù)測量到的數(shù)據(jù)評價熱管理系統(tǒng)是否達到發(fā)動機最大扭矩點的散熱要求，并評價散熱能力、 系統(tǒng)功耗。本實用新型進行發(fā)動機額定功率轉(zhuǎn)速工況試驗時，調(diào)節(jié)發(fā)動機35至發(fā)動機的額定功率轉(zhuǎn)速，油門全開，測試發(fā)動機熱平衡后熱管理系統(tǒng)的性能參數(shù)，如環(huán)境溫度15°C， 大氣壓力IOlKpa,將發(fā)動機調(diào)整至2200r/min，油門全開達到發(fā)動機最大功率點，測量系統(tǒng)各參數(shù)，待出發(fā)動機出水溫度不再升高，波動在0. 5°C范圍內(nèi)時，整個系統(tǒng)達到熱平衡，根據(jù)測量到的數(shù)據(jù)評價熱管理系統(tǒng)是否達到發(fā)動機額定功率點的散熱要求，并評價散熱能力、系統(tǒng)功耗。本實用新型進行特定工況下的熱管理系統(tǒng)試驗時，針對實際要求制定試驗步驟， 如為了考察熱管理系統(tǒng)對發(fā)動機散熱量突變時整個系統(tǒng)的性能，評價熱管理系統(tǒng)是否能夠在最短的時間內(nèi)將發(fā)動機的出水溫度控制并穩(wěn)定在最佳溫度，可以進行發(fā)動機負荷突變時熱管理系統(tǒng)散熱能力試驗、環(huán)境溫度15°C，大氣壓力IOlKpa,將發(fā)動機調(diào)整至1600r/ min，負荷20%，待發(fā)動機達到熱平衡后，將發(fā)動機負荷調(diào)制最大，實時采集各參數(shù)隨時間的變化，待發(fā)動機再次達到熱平衡后，根據(jù)所測量的參數(shù)評價熱管理系統(tǒng)散熱調(diào)節(jié)能力。本實用新型的數(shù)據(jù)處理原理如下發(fā)動機工作在特定工況，測量特定工況下發(fā)動機及熱管理系統(tǒng)的各部分參數(shù)，從而分析熱管理系統(tǒng)的性能。本試驗裝置的發(fā)動機為一款直列六缸水冷廢氣渦輪增壓柴油機，燃料燃燒放熱可分為幾個部分機械功
散熱器散熱量『中冷器散熱量忍、排氣帶走熱量4和余項損失 。潤滑油熱量一部
分冷卻水通過散熱器散熱帶走，其他可作為余項損失，機械損失也包含在散熱器散熱和余項損失中。電渦流測功機36對發(fā)動機35加載，可以將發(fā)動機35調(diào)整至任意工況、同時測
量發(fā)動機的扭矩I ,轉(zhuǎn)速 ，功率-ξ，油耗&/，水泵扭矩轉(zhuǎn)速傳感器13測量水泵12的
扭矩Fw、轉(zhuǎn)速 ^，并得到水泵功率Pw，風(fēng)扇扭矩轉(zhuǎn)速傳感器M測量風(fēng)扇25的扭矩？}、轉(zhuǎn)
速 ，并得到風(fēng)扇功率巧，根據(jù)巧、巧即可評估熱管理系統(tǒng)的能耗情況。新鮮空氣經(jīng)過發(fā)動機進氣管1進入廢氣渦輪增壓器5增壓后進入中冷器四冷卻，第一壓力傳感器3測量進氣壓力P* ,第一溫度傳感器2測量進氣溫度。
,空氣質(zhì)量流量計4測量進氣質(zhì)量
流量 ^ ,第二溫度傳感器8測量增壓后中冷前進氣溫度4^ ，第二壓力傳感器9測量增壓
后中冷前的進氣壓力,第三溫度傳感器18測量中冷后進氣溫度^raif ,第三壓力傳感器
19測量中冷后進氣壓力Pcout ,空氣進入發(fā)動機35的氣缸20內(nèi)燃燒，廢氣燃燒后經(jīng)廢氣渦
輪增壓器5排出，第六溫度傳感器6測量排氣溫度^30uf ；發(fā)動機燃燒的部分熱量傳入發(fā)動機冷卻水腔21，冷卻水管路設(shè)有節(jié)溫器，傳統(tǒng)節(jié)溫器根據(jù)石蠟開啟溫度、電控節(jié)溫器則根據(jù)控制策略控制冷卻水流動的大小循環(huán)，大循環(huán)即經(jīng)過散熱器沈的流量咚使用第二冷卻液流量傳感器40測量，小循環(huán)的流量則通過第一冷卻液流量傳感器17和第二冷卻液流量傳感器40的測量值進行計算為咚-咚，第四溫度傳感器11測量發(fā)動機冷卻水出口溫度
,第四壓力傳感器10測量發(fā)動機冷卻水出口壓力Pwout ,第五溫度傳感器16測量發(fā)
動機冷卻水進口溫度‘· ,第五壓力傳感器15測量發(fā)動機冷卻水水泵進口端壓力Pwiw ；風(fēng)機風(fēng)扇33由風(fēng)機變頻電機34驅(qū)動放置在風(fēng)道32進口前方，熱線風(fēng)速儀30和第七溫度傳感器31布置在風(fēng)道截面中間，熱線風(fēng)速儀30測量冷卻空氣流速，第七溫度傳感器31
測量冷卻空氣進風(fēng)溫度^^ ，第八溫度傳感器23布置在冷卻空氣出風(fēng)口處，用于測量冷
卻空氣出口溫度，第一壓差傳感器觀和第二壓差傳感器27分別布置在中冷器四和散熱器26冷側(cè)兩端，測量中冷器和散熱器冷側(cè)壓差A(yù)Pctar、Ai^3。放出的熱量計算公式 C/ ^mfHs, Hll為燃料低熱值、Qi為燃燒放熱量,熱平衡方程為 = +巧 ,Pe為發(fā)動機有效輸出功率，Pc為冷卻散熱功率，Ps -V(W-^s),其中《力冷卻水比熱，忍為中冷器散熱功率，巧,其中、為空氣比熱，盡為排氣熱損失，
^ = (A+^f), Ps為余項損失。根據(jù)以上數(shù)據(jù)即可得到發(fā)動機的能量分
配情況，及發(fā)動機熱管理系統(tǒng)中散熱器、中冷器的散熱流動參數(shù)及熱管理系統(tǒng)的功耗，因此可以分析熱管理系統(tǒng)是否達到設(shè)計的需要。 通過模擬實車運行時發(fā)動機及發(fā)動機動力艙內(nèi)部的工作情況來對發(fā)動機熱管理系統(tǒng)進行性能測試并評估熱管理系統(tǒng)對發(fā)動機性能的綜合影響。從而為研發(fā)發(fā)動機熱管理系統(tǒng)相關(guān)分析、研究、開發(fā)提供重要的試驗依據(jù)。
權(quán)利要求1. 一種發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗裝置，其特征在于包括發(fā)動機進氣管(1)、第一溫度傳感器(2)、第一壓力傳感器(3)、空氣質(zhì)量流量計(4)、廢氣渦輪增壓器(5)、第六溫度傳感器 (6)、發(fā)動機排氣管(7)、第二溫度傳感器(8)、第二壓力傳感器(9)、第四壓力傳感器(10)、 第四溫度傳感器(11)、水泵(12)、水泵扭矩轉(zhuǎn)速傳感器(13)、水泵變頻電機(14)、第五壓力傳感器(15)、第五溫度傳感器(16)、第一冷卻液流量傳感器(17)、第三溫度傳感器(18)、 第三壓力傳感器(19)、發(fā)動機氣缸(20)、發(fā)動機冷卻水腔(21)、風(fēng)扇變頻電機(22)、第八溫度傳感器(23)、風(fēng)扇扭矩轉(zhuǎn)速傳感器(24)、冷卻風(fēng)扇(25)、散熱器(26)、第二壓差傳感器(27)、第一壓差傳感器(28)、中冷器(29)、熱線風(fēng)速儀(30)、第七溫度傳感器(31)、冷卻風(fēng)道(32)、風(fēng)機風(fēng)扇(33)、風(fēng)機變頻電機(34)、發(fā)動機(35)、電渦流測功機(36)、發(fā)動機進氣口(37)、發(fā)動機排氣口(38)、節(jié)溫器(39)和第二冷卻液流量傳感器(40)；發(fā)動機進氣管 (1)、第一溫度傳感器(2)、第一壓力傳感器(3)、空氣質(zhì)量流量計(4)、廢氣渦輪增壓器(5)、 第二溫度傳感器(8)、第二壓力傳感器(9)、中冷器(29)、發(fā)動機進氣口(37)、發(fā)動機(35)、 發(fā)動機排氣口(38)、廢氣渦輪增壓器(5)、第六溫度傳感器(6)、發(fā)動機排氣管(7)順次相連，水泵(12)、發(fā)動機冷卻水腔(21)、第一冷卻液流量傳感器(17)、第四溫度傳感器(11)、 第四壓力傳感器(10)、節(jié)溫器(39)、第五壓力傳感器(15)、第五溫度傳感器(16)順次相連， 水泵(12)、發(fā)動機冷卻水腔(21)、第一冷卻液流量傳感器(17)、第四溫度傳感器(11)、第四壓力傳感器(10)、第二冷卻液流量傳感器(40)、散熱器(26)、節(jié)溫器(39)、第五壓力傳感器 (15)、第五溫度傳感器(16)順次相連，發(fā)動機(35)與電渦流測功機(36)彈性聯(lián)軸器相連， 散熱器(26)側(cè)面順次設(shè)有風(fēng)扇變頻電機(22)、第八溫度傳感器(23)、風(fēng)扇扭矩轉(zhuǎn)速傳感器 (24 )、冷卻風(fēng)扇(25 )，冷卻風(fēng)道(32 )側(cè)面順次設(shè)有風(fēng)機風(fēng)扇(33 )、風(fēng)機變頻電機(34 )，冷卻風(fēng)道(32 )內(nèi)設(shè)有熱線風(fēng)速儀(30 )、第七溫度傳感器(31)，散熱器(26 )設(shè)有第二壓差傳感器 (27 )，中冷器(29 )設(shè)有第一壓差傳感器(28 )。
專利摘要本實用新型公開了一種發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗裝置。它包括發(fā)動機、發(fā)動機熱管理系統(tǒng)、多個傳感器、風(fēng)道、冷卻液管路、空氣管路、熱管理系統(tǒng)電機驅(qū)動裝置、數(shù)據(jù)采集設(shè)備及發(fā)動機測試臺架。本實用新型可以進行發(fā)動機熱管理系統(tǒng)性能測試，利用測功機對發(fā)動機進行加載為熱管理系統(tǒng)提供真實的工作條件，并采用風(fēng)道、迎風(fēng)風(fēng)機、可調(diào)支架上安裝的中冷器、散熱器、風(fēng)扇模擬動力艙內(nèi)部的冷卻傳熱情況，利用高精度數(shù)據(jù)采集設(shè)備測量發(fā)動機熱管理系統(tǒng)各附件流量和壓力等工作特性，可定量分析散熱器、中冷器熱交換量及熱管理系統(tǒng)對發(fā)動機性能的影響，從而綜合評價熱管理系統(tǒng)的性能。為熱管理系統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)提供重要的試驗依據(jù)。
文檔編號G01M13/00GK202083544SQ20112009332
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者俞小莉, 劉波, 呂鋒, 夏平, 尹旭, 張宇, 韓松 申請人:浙江大學(xué)