開式溫控冷卻循環(huán)系統(tǒng)在熱試臺(tái)架的應(yīng)用

伊麗莉

摘要：本文首先論述了發(fā)動(dòng)機(jī)熱試在發(fā)動(dòng)機(jī)制造生產(chǎn)過程中的重要性，闡述了熱試臺(tái)架的組成及冷卻系統(tǒng)在熱試臺(tái)架運(yùn)行過程中的作用。分析了現(xiàn)有冷卻方式在臺(tái)架中的應(yīng)用及不足，從而提出本文中的一種開式溫控冷卻循環(huán)系統(tǒng)，從組成、原理、優(yōu)勢等方面詳細(xì)的介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；熱試；開式溫控；冷卻循環(huán)系統(tǒng)

1 引言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，汽車對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)的要求也越來越高。在發(fā)動(dòng)機(jī)制造過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)磨合是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)及可靠性的重要環(huán)節(jié)[1]。通過熱試磨合臺(tái)架對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的檢測和監(jiān)控，可以對(duì)出現(xiàn)的各類故障進(jìn)行分析和處理，并對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，使得裝配線與磨合測試線合為一體，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)順利出廠[2]。

發(fā)動(dòng)機(jī)在磨合試驗(yàn)過程中需要模擬實(shí)際工作環(huán)境以判斷其運(yùn)行狀態(tài)，因此磨合試驗(yàn)臺(tái)架需要配置外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)維持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)內(nèi)部冷卻液體的溫度在一定的溫度范圍內(nèi)可控，以檢測機(jī)油壓力、轉(zhuǎn)速等指標(biāo)是否符合要求。

2 開式溫控冷卻循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)概述

本文設(shè)計(jì)了一種適合空間受限并能利用冷凍液進(jìn)行冷卻循環(huán)的一種開式溫控冷卻循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)磨合試驗(yàn)過程中的冷卻液體的溫度進(jìn)行控制以保持其在試驗(yàn)規(guī)范要求的范圍內(nèi)。其基本運(yùn)行設(shè)置為發(fā)動(dòng)機(jī)托盤進(jìn)入熱試臺(tái)架，與臺(tái)架進(jìn)回快插板自動(dòng)對(duì)接；循環(huán)水泵開啟向發(fā)動(dòng)機(jī)注入冷卻水，循環(huán)水系統(tǒng)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)回水溫度，并通過加熱器和補(bǔ)水方式保證溫度控制在一定范圍之內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)熱試完成后，系統(tǒng)開啟吹水功能，使用壓縮空氣將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)冷卻水吹回水箱，避免拆卸水管有水溢出。

2.2 開式循環(huán)系統(tǒng)

總體結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，圖中1為1.5m?高位液箱，2為磨合試驗(yàn)臺(tái)架配置的獨(dú)立小水箱，3為不銹鋼連接管路，4為氣控球閥，5為低位液箱，6為1m?標(biāo)準(zhǔn)冷卻液桶。

其中高位液箱用于存儲(chǔ)冷卻液體，放置在高處利用重力補(bǔ)液至磨合試驗(yàn)臺(tái)架的獨(dú)立液箱，高位水箱配置液位監(jiān)控功能和自動(dòng)補(bǔ)液功能，以保證整體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)液體充足。臺(tái)架自帶體積較小的獨(dú)立夜箱并配置液位計(jì)，可設(shè)定停止補(bǔ)水液位、開始補(bǔ)水液位、超低報(bào)警液位；內(nèi)部設(shè)置溢流管至低位水箱，防止高溫液體溢出臺(tái)架外部，同時(shí)配合加熱系統(tǒng)控制冷卻水溫，設(shè)置加熱器對(duì)液體進(jìn)行加熱以保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)出冷卻水溫度可調(diào)整；冷卻液通過加熱及冷液補(bǔ)充、溢流控制，以滿足試驗(yàn)要求。氣控球閥的作用是將低處液體打入高處液箱內(nèi)，如將低位液箱的液體打入高位液箱中，從而有效保證所有液體箱的液體進(jìn)行循環(huán)，防止溢出浪費(fèi)。低位液箱的作用是承接發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后殘液，防止液體浪費(fèi)。

冷卻循環(huán)的整體流向?yàn)椋衫鋮s液通過氣控球閥將冷卻液注入高位液箱中，高位液箱中的液體利用重力將冷卻液體注入磨合試驗(yàn)臺(tái)架中的獨(dú)立小水箱，磨合試驗(yàn)臺(tái)架中的液體通過氣動(dòng)吹液功能將實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)動(dòng)機(jī)殘余的液體注入低位液箱中，低位夜箱中的液體通過氣控球閥將多余液體注入到高位液箱中，從而形成一個(gè)開式循環(huán)系統(tǒng)。

2.4 溫控冷卻系統(tǒng)

冷卻液體的溫控實(shí)現(xiàn)主要是由磨合試驗(yàn)臺(tái)架小液箱、低位液箱、補(bǔ)液閥、排液閥、進(jìn)液閥、回液閥、吹液閥、溫度傳感器等，其中臺(tái)架小液箱由液位控制器、加熱器、溫度傳感器、補(bǔ)液閥等組成。

液位控制器帶上下液位傳感器，低液位補(bǔ)液閥開，液位到達(dá)高液位時(shí)補(bǔ)液閥關(guān)閉停止補(bǔ)液；溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控小夜箱的液體溫度，液體溫度設(shè)置低溫點(diǎn)、停止點(diǎn)、高溫點(diǎn)3個(gè)控制點(diǎn)，當(dāng)監(jiān)測到液體溫度低于低溫點(diǎn)時(shí)加熱器啟動(dòng)對(duì)小夜箱中的液體進(jìn)行加熱并加熱到停止點(diǎn)結(jié)束，當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測到液體溫度高于高溫點(diǎn)時(shí)，補(bǔ)液閥開啟注入溫度較低的冷卻液體至停止點(diǎn)溫度關(guān)閉，如果注入數(shù)量過多，多余液體通過溢液管直接排至低位液箱。發(fā)動(dòng)機(jī)在磨合試驗(yàn)臺(tái)架開啟試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)液閥、回液閥打開，吹液閥、排液閥關(guān)閉，臺(tái)架的液泵開始工作，液體在小夜箱和發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口、出水口之間進(jìn)行循環(huán)；發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)結(jié)束后，液泵停止工作，吹液閥、排液閥打開，進(jìn)液閥、回液閥關(guān)閉，壓縮空氣通過吹液閥通入管路內(nèi)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)殘液的吹掃，吹出的液體排至溢流管路，匯流至低位液箱。低位液箱配置上下液位傳感器及氣控球閥關(guān)閉維持液體容量。通過加熱器和開式循環(huán)形式從而有效的維持臺(tái)架小水箱的溫度在一定范圍內(nèi)可控，保證了熱試對(duì)冷卻溫度的要求。

3結(jié) 論

該開式溫控冷卻循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在于利用開式循環(huán)方式解決冷卻液的溫度控制，同時(shí)解決了試驗(yàn)空間有限、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液水溫控制難的問題，解決了原有發(fā)動(dòng)機(jī)磨合試驗(yàn)過程中水源、能耗的浪費(fèi)，充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量以減少生產(chǎn)過程的能耗支出。同時(shí)冷卻液體可采用防凍液，可有效避免發(fā)動(dòng)機(jī)殘液變質(zhì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的質(zhì)量問題。

參考文獻(xiàn)：

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