[發(fā)明專利]一種電磁加熱式冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810008489.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107843437A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章健;郭金寶;劉瑞;鄧立君;劉敬;張森;郝冠男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濱州學(xué)院
• 主分類號(hào): G01M15/02
• 分類號(hào): G01M15/02
• 代理公司: 北京華際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11676
• 代理人: 褚慶森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種電磁加熱式冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)過(guò)程中，需要進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)所研發(fā)的新型發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能，但現(xiàn)有的臺(tái)架試驗(yàn)?zāi)芎拇蟆⒊杀靖撸纾诓捎冒l(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試驗(yàn)過(guò)程中，1小時(shí)的燃油費(fèi)用大約為1500元，通常需要進(jìn)行3000小時(shí)的臺(tái)架試驗(yàn)，所需的費(fèi)用為450萬(wàn)左右，試驗(yàn)成本高昂。因此，現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)既不利于能源節(jié)約，也不適于教學(xué)實(shí)驗(yàn)所采用。

在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷熱沖擊試驗(yàn)中，主要是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)在冷熱交替狀態(tài)下連續(xù)工作的過(guò)程中，其缸體、缸蓋和缸套的抗開(kāi)裂能力，而無(wú)需關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)其他部件的性能，如果依舊采用現(xiàn)有整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油試驗(yàn)的方式，無(wú)疑成本過(guò)于高昂，不利于能源節(jié)約和降低研發(fā)或試驗(yàn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了一種電磁加熱式冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的電磁加熱式冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，包括電源、電磁加熱裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)、監(jiān)控PC機(jī)以及待試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，電源對(duì)電磁加熱裝置進(jìn)行供電，電磁加熱裝置上設(shè)置有對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行控制的電磁加熱控制器，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)上設(shè)置有冷卻水控制器；其特征在于：待試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)保留有發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋和位于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中的發(fā)動(dòng)機(jī)缸套，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋中設(shè)置有冷卻水道；發(fā)動(dòng)機(jī)缸套中設(shè)置有對(duì)其進(jìn)行加熱的電磁加熱頭，電磁加熱頭上的線圈與電磁加熱裝置的輸出端相連接；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)的出水口經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水管與冷卻水道的進(jìn)水口相連通，冷卻水道的出水口經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)出水管與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)的進(jìn)水口相連通，發(fā)動(dòng)機(jī)出水管上設(shè)置有出水溫度傳感器，水溫度傳感器與冷卻水控制器相連接；所述監(jiān)控PC機(jī)與電磁加熱控制器和冷卻水控制器均經(jīng)通信線相連接。

本發(fā)明的電磁加熱式冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，所述電磁加熱裝置的電源采用220V交流市電。

本發(fā)明的電磁加熱式冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋經(jīng)缸蓋螺栓與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體固定連接。

本發(fā)明的電磁加熱式冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

a).設(shè)備連接，將保留有缸體、缸蓋和缸套的發(fā)動(dòng)機(jī)置于試驗(yàn)臺(tái)上，并在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸套中固定電磁加熱頭；然后將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)的出進(jìn)水口與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水道的進(jìn)出水口，分別經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水管和發(fā)送機(jī)出水管連通起來(lái)；最后，將監(jiān)控PC機(jī)與電磁加熱控制器和冷卻水控制器經(jīng)通信線相連接；b).加熱實(shí)驗(yàn)，監(jiān)控PC機(jī)經(jīng)電磁加熱控制器開(kāi)啟電磁加熱裝置，利用電磁加熱頭對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸套和發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋進(jìn)行加熱；在開(kāi)啟電磁加熱的同時(shí)，監(jiān)控PC機(jī)經(jīng)冷卻水控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)，向冷卻水道中供給高溫冷卻水，并利用出水溫度傳感器實(shí)時(shí)對(duì)出水溫度進(jìn)行檢測(cè)；c).上限溫度檢測(cè)，當(dāng)通過(guò)出水溫度傳感器檢測(cè)到冷卻水道的出水溫度達(dá)到105℃±2℃的范圍時(shí)，則停止電磁加熱裝置的加熱；執(zhí)行步驟d)；d).冷卻實(shí)驗(yàn)，在停止電磁加裝置加熱的同時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)向冷卻水道中通入低溫冷卻水，并利用出水溫度傳感器實(shí)時(shí)對(duì)出水溫度進(jìn)行檢測(cè)；e).下限溫度檢測(cè)，當(dāng)通過(guò)出水溫度傳感器檢測(cè)到冷卻水道的出水溫度達(dá)到38℃±2℃的范圍時(shí)，則相當(dāng)于執(zhí)行完1次冷熱循環(huán)試驗(yàn)，執(zhí)行步驟f)；f).判斷循環(huán)次數(shù)，判斷當(dāng)前所執(zhí)行的冷熱循環(huán)次數(shù)是否達(dá)到了設(shè)定值，如果達(dá)到了設(shè)定值，則冷熱沖擊試驗(yàn)結(jié)束，接下來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套和缸蓋抗冷熱沖擊分析即可；如果沒(méi)有的達(dá)到設(shè)定值，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟b)，重新進(jìn)行冷熱循環(huán)試驗(yàn)。

本發(fā)明的電磁加熱式冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，步驟b)中所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)向冷水水道供給的高溫冷卻水的溫度大于40℃而小于103℃，步驟d)中，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)向冷水水道供給的低溫冷卻水的溫度大于0℃而小于38℃；冷卻水控制器通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)供給的冷卻水溫度、冷卻水流量進(jìn)行控制，以及電磁加熱控制器對(duì)電磁加熱頭的功率進(jìn)行控制，使1次冷熱循環(huán)試驗(yàn)的時(shí)間控制在6min左右；步驟f)中所述的循環(huán)次數(shù)設(shè)定值為3000次。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，由電磁加熱裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水供給系統(tǒng)、監(jiān)控PC機(jī)以及帶實(shí)驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)組成，發(fā)動(dòng)機(jī)缸套中設(shè)置有對(duì)缸套和缸蓋加熱的電磁加熱頭，來(lái)模擬以往發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)燃油所引發(fā)的缸套、缸蓋發(fā)熱，無(wú)需消耗燃油，采用電能進(jìn)行加熱，能量利用率高，有效降低了試驗(yàn)成本；使得以往進(jìn)行3000小時(shí)需要花費(fèi)450萬(wàn)的實(shí)驗(yàn)，只需花費(fèi)30萬(wàn)（每小時(shí)電費(fèi)約為100元）即可，大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的冷熱沖擊實(shí)驗(yàn)成本，有益效果顯著，適于應(yīng)用推廣。