[發(fā)明專利]用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的恒溫控制裝置及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410743427.0
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104454119A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓德建;劉偉虔;史鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南工拓機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: F01P7/16
• 分類號: F01P7/16
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種車用發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)必備的試驗(yàn)條件保障系統(tǒng)，尤其涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的恒溫控制裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)中會(huì)進(jìn)行瞬態(tài)工況、混合工況、排氣分析等復(fù)雜工況試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率的變化即發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷的變化很大，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速瞬間變化大，因此恒溫系統(tǒng)中的冷卻液的溫度和流量也是不斷變化的。

為保證發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)測定的準(zhǔn)確性，對試驗(yàn)過程冷卻液進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)溫度必須進(jìn)行恒定，以便在規(guī)定的范圍內(nèi)真實(shí)測量發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)，而發(fā)動(dòng)機(jī)本身不具備溫度的恒定控制功能，所以只能通過外部條件保障系統(tǒng)來支持。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的恒溫控制裝置及其控制方法，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口溫度保持在一個(gè)設(shè)定值，比如80±2℃，使溫度產(chǎn)生較小的波動(dòng)，并具有自動(dòng)補(bǔ)充冷卻水功能，使發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，冷卻液在流過本裝置后能夠在一定允差范圍內(nèi)保持溫度恒定，其中，冷卻水循環(huán)水路使用自來水，發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)水路可以使用防凍液或自來水，使用冷卻水和冷卻液來區(qū)分。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下具體方案：

一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的恒溫控制裝置，包括：

控制器；及

熱交換器，其進(jìn)水口與恒溫控制裝置的冷卻水進(jìn)水口連接，所述熱交換器的第一出水口與恒溫控制裝置的冷卻水出水口連接，構(gòu)成冷卻水進(jìn)出循環(huán)回路；

所述恒溫控制裝置的冷卻水出水口與熱交換器第一出水口連接的管道上還設(shè)有第一單向電磁閥；及

比例調(diào)節(jié)閥；其中，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)水口與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出水口通過所述比例調(diào)節(jié)閥連接，構(gòu)成冷卻液循環(huán)回路；所述比例調(diào)節(jié)閥的出水口與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)水口連接的管道上設(shè)有一溫度傳感器；

恒溫控制裝置的冷卻水進(jìn)水口與比例調(diào)節(jié)閥的第三端口連接，其中，恒溫控制裝置的冷卻水進(jìn)水口管道、比例調(diào)節(jié)閥、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)水口管道、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出水口管道、熱交換器的第二出水口管道和恒溫控制裝置的冷卻液排空口管道，構(gòu)成排污循環(huán)回路；

所述恒溫控制裝置的冷卻水進(jìn)水口與比例調(diào)節(jié)閥的第三端口連接的管道上設(shè)有第二單向電磁閥和膨脹水箱；所述第二單向電磁閥和膨脹水箱連接的管道還與熱交換器的第四端口相連通。

該裝置進(jìn)一步包括：與控制器相互通信的計(jì)算機(jī)單元；驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，其接收控制器的控制信號來驅(qū)動(dòng)第一單向電磁閥和第二單向電磁閥的開閉；

與控制器通訊的模擬量輸出模塊，用于轉(zhuǎn)化溫度傳感器采集信號為模擬量輸出至控制器；及

與控制器相連的操作輸入單元，用于膨脹水箱內(nèi)的液位最低值和進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度預(yù)定值操作輸入；以及文本顯示器。

所述膨脹水箱內(nèi)設(shè)有檢測膨脹水箱內(nèi)的液位的浮球式液位開關(guān)。

所述比例調(diào)節(jié)閥與溫度傳感器連接的管道上設(shè)有用于實(shí)時(shí)觀察冷卻水循環(huán)回路的壓力的第一壓力表。

所述恒溫控制裝置的冷卻水進(jìn)水口和熱交換器的進(jìn)水口連接的管道上設(shè)有用于觀察發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液循環(huán)回路的壓力的第二壓力表。

所述比例調(diào)節(jié)閥與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)水口連接的管道上設(shè)有一循環(huán)泵。

一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的恒溫控制裝置，其控制方法，包括以下步驟：

S10：初始化，計(jì)算機(jī)單元設(shè)定膨脹水箱液位最低值和進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度預(yù)定值；

S20：浮球式液位開關(guān)檢測的膨脹水箱液位信號輸出至控制器，以及溫度傳感器檢測的進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度經(jīng)過模擬量輸出模塊也輸出至控制器；

S30：控制器所接收到的信號分別與膨脹水箱液位最低值和進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度預(yù)定值進(jìn)行比較；

S40：控制器通過驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路來控制第二單向電磁閥和第一單向電磁閥的開閉，以及控制比例調(diào)節(jié)閥的兩個(gè)進(jìn)水口的開閉角度。

所述步驟S40的具體過程為：

當(dāng)控制器接收到的膨脹水箱的液位信號低于設(shè)定的膨脹水箱液位最低值時(shí)，控制器通過驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路打開第二單向電磁閥，同時(shí)關(guān)閉第一單向電磁閥，冷卻水依次通過發(fā)動(dòng)機(jī)恒溫控制裝置的冷卻水進(jìn)水管道和第二單向電磁閥，進(jìn)入膨脹水箱，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)補(bǔ)液；

當(dāng)控制器接收到的溫度傳感器檢測的發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度值不等于預(yù)定值時(shí)，控制器控制比例調(diào)節(jié)閥，通過PID算法調(diào)整比例調(diào)節(jié)閥一個(gè)進(jìn)水管道中的冷卻水和另一個(gè)進(jìn)水管道里的冷卻液兩者進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的比例，達(dá)到控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液恒溫。

本發(fā)明的有益效果：