[發(fā)明專利]柴油機(jī)高海拔冷卻空氣模擬系統(tǒng)及模擬方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911343770.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN111089731A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瑞林;楊春浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍陸軍軍事交通學(xué)院
• 主分類號(hào): G01M15/04
• 分類號(hào): G01M15/04
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

一種柴油機(jī)高海拔冷卻空氣模擬系統(tǒng)，包括柴油機(jī)、散熱器和ECU，柴油機(jī)出氣口和散熱器之間通過(guò)冷卻液管路循環(huán)連接。本系統(tǒng)還包括由液壓油箱、液壓油泵、比例溢流閥、液壓馬達(dá)和冷卻風(fēng)扇組成的柴油機(jī)變海拔變流量冷卻系統(tǒng)和由柴油機(jī)高海拔進(jìn)氣模擬系統(tǒng)和柴油機(jī)高海拔排氣模擬系統(tǒng)組成的柴油機(jī)低密度介質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)，柴油機(jī)高海拔進(jìn)氣模擬系統(tǒng)包括進(jìn)氣穩(wěn)壓箱和電動(dòng)蝶閥，柴油機(jī)高海拔排氣模擬系統(tǒng)包括排氣穩(wěn)壓箱、電動(dòng)蝶閥和真空泵。所述ECU控制比例調(diào)節(jié)閥的開度、冷卻水泵的轉(zhuǎn)速和電動(dòng)節(jié)溫器的開度。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)平原環(huán)境條件下柴油機(jī)0?5500m海拔冷卻空氣的模擬，從而有效提高試驗(yàn)精度、合理預(yù)測(cè)柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種柴油機(jī)高海拔冷卻空氣模擬系統(tǒng)及模擬方法。

背景技術(shù)

車輛、工程機(jī)械等動(dòng)力裝備在高原運(yùn)行時(shí)，由于散熱性能變差以及柴油機(jī)熱負(fù)荷增大等導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)冷卻水易開鍋、冷卻系統(tǒng)冷卻能力下降、機(jī)體易過(guò)熱等問(wèn)題，并將最終導(dǎo)致柴油機(jī)在高原地區(qū)持續(xù)作業(yè)能力和作業(yè)強(qiáng)度均存在不同程度的下降。

傳統(tǒng)的柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)即由柴油機(jī)曲軸通過(guò)帶傳動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)冷卻系統(tǒng)部件(水泵、風(fēng)扇)。這種冷卻系統(tǒng)的冷卻能力是按照柴油機(jī)最大熱負(fù)荷工況設(shè)計(jì)的，不能根據(jù)柴油機(jī)變工況冷卻散熱需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，此局限性導(dǎo)致了柴油機(jī)傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)不同海拔、工況下的冷卻需求，造成高海拔下冷卻不足或低海拔部分負(fù)荷冷卻過(guò)度，并且機(jī)械式冷卻系統(tǒng)能耗大，在發(fā)動(dòng)機(jī)額定工況下的功耗占發(fā)動(dòng)機(jī)有效輸出的5％～12％，其以高速狀態(tài)離合時(shí),給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)較大的熱沖擊應(yīng)力。因此，研究不同海拔不同工況下柴油機(jī)的散熱需求，模擬柴油機(jī)高海拔下的冷卻空氣，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的高原環(huán)境試驗(yàn)主要分為高原實(shí)地試驗(yàn)和平原實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)，由于高原實(shí)地試驗(yàn)具有可重復(fù)性差、試驗(yàn)周期長(zhǎng)、氣候參數(shù)不可調(diào)等種種缺陷，只適合用于實(shí)車實(shí)地驗(yàn)證，而平原實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)具有不受地區(qū)、季節(jié)及時(shí)間限制，可復(fù)現(xiàn)自然條件、模擬極值條件，可在相同環(huán)境條件下多次重復(fù)試驗(yàn)等突出優(yōu)點(diǎn)，成為研究高原環(huán)境對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能影響的一種理想、經(jīng)濟(jì)的最佳方法。但是目前，柴油機(jī)高海拔環(huán)境模擬系統(tǒng)主要為對(duì)其進(jìn)排氣壓力的模擬，很難預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的性能，所以在平原環(huán)境下實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)高海拔冷卻空氣模擬，可有效提高試驗(yàn)精度、合理預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有柴油機(jī)高海拔環(huán)境模擬系統(tǒng)技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種柴油機(jī)高海拔冷卻空氣模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以得到柴油機(jī)在不同海拔下冷卻空氣實(shí)際流量與模擬流量的比值，在獲得不同海拔下柴油機(jī)實(shí)際冷卻流量需求的前提下，可以實(shí)現(xiàn)平原環(huán)境條件下柴油機(jī)0-5500m海拔冷卻空氣的模擬。

本發(fā)明的另一目的是提供上述柴油機(jī)高海拔冷卻空氣模擬系統(tǒng)的模擬方法。

如上構(gòu)思，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種柴油機(jī)高海拔冷卻空氣模擬系統(tǒng)，包括柴油機(jī)、散熱器和ECU，柴油機(jī)出氣口和散熱器之間通過(guò)冷卻液管路循環(huán)連接，冷卻液管路上安裝節(jié)溫器和冷卻水泵、在柴油機(jī)出口與節(jié)溫器之間的冷卻液管路上安裝冷卻液溫度傳感器和冷卻液流量傳感器，在節(jié)溫器的兩個(gè)出口處分別安裝冷卻液流量傳感器，在散熱器出口的冷卻液管路上安裝冷卻液溫度傳感器，ECU分別控制冷卻水泵控制電機(jī)和節(jié)溫器，且接收上述各個(gè)冷卻液溫度傳感器和冷卻液流量傳感器采集的實(shí)際冷卻液溫度信號(hào)和流量信號(hào)；其特征在于：還包括柴油機(jī)變海拔變流量冷卻系統(tǒng)和柴油機(jī)低密度介質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)；所述柴油機(jī)變海拔變流量冷卻系統(tǒng)包括液壓油箱、液壓油泵、比例溢流閥、液壓馬達(dá)和冷卻風(fēng)扇，其中液壓油箱、液壓油泵和液壓馬達(dá)組成液壓循環(huán)管路，且該液壓循環(huán)管路上跨接比例溢流閥，液壓馬達(dá)與液壓風(fēng)扇連接，比例溢流閥接收ECU的控制信號(hào)；所述的柴油機(jī)低密度介質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)包括柴油機(jī)高海拔進(jìn)氣模擬系統(tǒng)和柴油機(jī)高海拔排氣模擬系統(tǒng)，其中，柴油機(jī)高海拔進(jìn)氣模擬系統(tǒng)包括進(jìn)氣穩(wěn)壓箱和電動(dòng)蝶閥，在進(jìn)氣穩(wěn)壓箱入口處安裝電動(dòng)蝶閥，進(jìn)氣穩(wěn)壓箱出口通過(guò)連接管路與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口相連，柴油機(jī)高海拔排氣模擬系統(tǒng)包括排氣穩(wěn)壓箱、電動(dòng)蝶閥和真空泵，在排氣穩(wěn)壓箱出口與真空泵之間連接電動(dòng)蝶閥，排氣穩(wěn)壓箱入口通過(guò)連接管路與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口相連。