專利名稱：大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置。
背景技術：
自1892德國發明家魯道夫·狄塞爾發明柴油機以來，柴油機得到了非常大的發展，從船用擴大到機車、工程機械、發電等多種領域。由于大功率柴油機功率的不斷提高，其熱負荷及相關的可靠性問題變得越來越突出，傳統采取的優化散熱器結構、配置冷卻風扇等增加冷卻效率的方式已經達到設計極限，為了進一步提高大功率柴油機的功率，而又不至于增大其散熱器的尺寸，高溫冷卻技術逐漸被廣泛采用。這種先進技術的應用不僅可以提高冷卻裝置的散熱能力，縮小冷卻裝置的體積，便于車輛的總體布置，而且還能改善柴油 機燃燒過程狀況，提高發動機的經濟性。高溫冷卻的一般冷卻溫度最高允許為120°C，冷卻溫度的提高，要求與之配套的冷卻液具有更好的高溫性能和傳熱性能。目前，國內權威的檢測發動機冷卻液性能的標準是NB/SH/T 0521-2010《乙二醇型和丙二醇型發動機冷卻液》，其包括理化性能檢測和使用性能檢測兩部分，其中使用性能檢測主要是考察冷卻液對于冷卻系統的防腐蝕能力以及對其他部件的影響，使用性能檢測中的模擬使用腐蝕試驗是在實驗室恒溫條件下，評定發動機冷卻液在循環過程中對金屬試件和冷卻系統各部件影響的重要方法，具體的試驗方法依照SH/T 0088《發動機冷卻液模擬使用腐蝕測定法》標準試驗溶液在由貯存器、水泵、散熱器及橡膠管組成的封閉系統中，在溫度控制在88±3°C且滿足一定流量條件下循環1064h，其抗腐蝕性能由貯存器內裝有的發動機冷卻系統所使用的典型金屬試件的失重和目測冷卻系統各部件內表面的狀態來確定。試驗溶液性能變化由在試驗周期內定期對從封閉系統中采集的試驗溶液進行分析來確定。在SH/T 0088標準的檢測試驗中，試驗溫度設定為88±3°C，主要是基于普通發動機的工作溫度為80°C 100°C，但對于大功率柴油機而言，由于其熱負荷的提高，工作溫度最高可達120°C，現有標準檢測試驗中的試驗溫度顯然不能適用于來評定大功率柴油機冷卻液的使用性能。在SH/T 0088標準試驗裝置中，管路的連接采用汽車使用的橡膠管，不能承受高溫高壓的試驗環境，存在安全隱患。同時SH/T 0088標準試驗裝置不能夠用于評定冷卻液與多種非金屬材料的相容性以及冷卻液對冷卻系統散熱能力的影響。
發明內容針對現有SH/T 0088標準試驗裝置試驗條件設定的局限性以及試驗功能的單一性，本實用新型的目的在于解決采用現有標準試驗裝置進行大功率柴油機冷卻液模擬使用試驗存在的問題，提供一種冷卻液多功能模擬使用評定裝置。為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于主要由水泵、變頻調速電機、恒溫試驗箱A、恒溫試驗箱B、金屬試件、非金屬試件、散熱器、防爆電加熱器以及傳熱性能試驗單元組成。所述金屬試件放置在恒溫試驗箱A中，所述非金屬試件放置在恒溫試驗箱B中，恒溫試驗箱A上部的出液口與恒溫試驗箱B下部的進液口連接，恒溫試驗箱A下端的進液口與水泵連接，恒溫試驗箱B上端的出液口與傳熱性能試驗單元連接。所述水泵、恒溫試驗箱A、恒溫試驗箱B、傳熱性能試驗單元、散熱器、防爆電加熱器依次串聯構成冷卻液密閉循環回路。所述冷卻液密閉循環回路中的連接管路均采用不銹鋼管。所述散熱器的上方設有膨脹水箱。所述流量計并聯在冷卻液密閉循環回路中，流量計不參與長時間的考核和高溫性能試驗，以保護流量計和延長流量計的使用壽命。所述恒溫試驗箱A和恒溫試驗箱B均設有上蓋，所述上蓋上分別固接金屬試件架和非金屬試件架，金屬試件架上放置金屬試件，非金屬試件架上放置非金屬試件。所述恒溫試驗箱B與散熱器之間的管段上安裝有傳熱性能試驗單元。所述傳熱性能試驗單元與散熱器之間的管段上安裝有調壓閥。所述的傳熱性能試驗單元包括溫控裝置、傳熱實驗裝置、小流量傳感器、溫度測量模塊。所述的溫度測量模塊與傳熱實驗裝置并聯連接，溫控裝置用于輔助調整傳熱實驗裝置入口溫度。所述的傳熱實驗裝置是一個標準的隔熱管段，內部設有加熱裝置，通過直流電源精確加熱，采用溫度測量模塊測量管段溫度，用小流量傳感器測量流量，從而換算出冷卻液的對流換熱系數。有益效果I、采用防爆電加熱器，工作溫度最高可達120°C，彌補SH/T 0088標準臺架工作溫度僅為88°C，不適用于評定大功率柴油機冷卻液的使用性能這一缺陷；2、在SH/T 0088標準臺架的基礎上，增加了恒溫試驗箱B，用于評定冷卻液與非金屬材料的相容性；3、在SH/T 0088標準臺架的基礎上，增加了傳熱性能試驗單元，用于評定冷卻液的傳熱性能；4、采用變頻調速電機控制水泵轉速，降低了試驗臺的噪音；5、連接管路均采用不銹鋼管，摒棄橡膠軟管，確保高溫試驗時的穩定性和安全性；6、控制系統具備手動和自動控制功能，具有較為完善的壓力和溫度報警功能，可無人職守運行。7、集三種功能于一體，結構緊湊，使用方便，能夠同時對大功率柴油機冷卻液的模擬使用腐蝕、非金屬材料相容性以及換熱性能做出精確評價。
圖I大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置。圖中1、水泵；2、變頻調速電機；3、恒溫試驗箱A ;4、金屬試件架；5、金屬試件；6、恒溫試驗箱B ;7、非金屬試件架；8、非金屬試件；9、傳熱性能試驗單兀；10、散熱器；11、防爆電加熱器；12、膨脹水箱；13、流量計；14、調壓閥；15、直流調速電機；16、風扇；17、小流量傳感器；18、溫控裝置；19、傳熱實驗裝置；20、溫度測量模塊
具體實施方式
參照附圖1，本實用新型的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置主要由水泵I、變頻調速電機2、恒溫試驗箱A3、恒溫試驗箱B6、金屬試件5、非金屬試件8、散熱器10、防爆電加熱器11以及傳熱性能試驗單元9組成。所述恒溫試驗箱A3內設有金屬試件架4,所述金屬試件固定在金屬試件架上,所述恒溫試驗箱B6內設有非金屬試件架7,所述非金屬試件固定在非金屬試件架上。恒溫試驗箱A上部的出液口與恒溫試驗箱B下部的進液口連接，恒溫試驗箱A下端的進液口與水泵I連接，恒溫試驗箱B上端的出液口與傳熱性能試驗單元9連接。散熱器10、防爆電加熱器11依次串聯在冷卻液密閉循環回路中。所述散熱器的上端設有膨脹水箱12。所述散熱器的出液口與防爆電加熱器的入液口相連。流量計13并聯在冷卻液密閉循環回路中。所述傳熱性能試驗單元與散熱器之間的管段上安裝·有調壓閥14。水泵I由變頻調速電機2驅動。傳熱性能試驗單元9串聯接入冷卻液密閉循環回路中，包括小流量傳感器17、溫控裝置18、傳熱實驗裝置19、溫度測量模塊20。所述溫度測量模塊與傳熱實驗裝置并聯連接。主要技術參數I、液體流速在O 6m/s范圍內可調2、控制溫度在常溫 120°C范圍內可調3、系統最高工作壓力術I. OMPa4、運行時間1064h工作原理在模擬大功率柴油機冷卻系統時，冷卻液通過水泵驅動，按水泵、恒溫實驗箱A、恒溫試驗箱B、傳熱性能試驗單元、調壓閥、散熱器、加熱器的順序，在整個管路系統中流動。控制系統溫度為120°C且滿足一定流量條件下使冷卻液循環流動1064h，其抗高溫腐蝕性能由恒溫試驗箱A中裝有的柴油機冷卻系統所使用的典型金屬試件的失重確定；冷卻液與非金屬材料相容性由恒溫試驗箱B中裝有的柴油機冷卻系統所使用的非金屬試件的質量、硬度、體積等變化量確定；冷卻液傳熱性能通過對標準的隔熱管段溫度及流量的測量，換算出冷卻液的對流換熱系數而確定。冷卻液的性能變化由在試驗周期內定期對從冷卻液密閉循環回路中采集的樣品進行分析來確定。操作方法將配制好的冷卻液由膨脹水箱的加液口注入冷卻液密閉循環回路，開動電機，帶動水泵，接通防爆電加熱器，使循環回路中冷卻液溫度上升到試驗溫度，循環回路的壓力通過膨脹水箱上部的空氣蒸汽閥進行調節，通過壓力調節滿足系統最高溫度的要求。通過調節變頻調速電機的轉速來調節水泵轉速，進而調節水泵流量，以滿足循環回路中冷卻液流速的需求。系統運行穩定后，讀取標準隔熱管段測量溫度和小流量傳感器測量的流量，換算出冷卻夜的對流換熱系數。除每IOOh停機保養O. 5 Ih以外，試驗應連續運轉。在停機期間檢查水箱液面，如果液面降低，則需補充冷卻液。按此方式，直到完成1064h為止。停機后，卸下金屬試件及非金屬試件 ，進行分析測量。
權利要求1.一種大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于包括水泵、變頻調速電機、恒溫試驗箱A、恒溫試驗箱B、金屬試件、非金屬試件、散熱器、防爆電加熱器以及傳熱性能試驗單元；所述金屬試件放置在恒溫試驗箱A中，所述非金屬試件放置在恒溫試驗箱B中，恒溫試驗箱A上部的出液口與恒溫試驗箱B下部的進液口連接，恒溫試驗箱A下端的進液口與水泵連接，恒溫試驗箱B上端的出液口與傳熱性能試驗單元連接。
2.根據權利要求I所述的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于水泵、恒溫試驗箱A、恒溫試驗箱B、傳熱性能試驗單元、散熱器、防爆電加熱器依次串聯構成冷卻液密閉循環回路。
3.根據權利要求I所述的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于所述散熱器的上方設有膨脹水箱。
4.根據權利要求2所述的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于流量計并聯在冷卻液密閉循環回路中，不參與長時間的考核和高溫性能試驗。
5.根據權利要求I所述的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于所述恒溫試驗箱A和恒溫試驗箱B均設有上蓋，所述上蓋上分別固接金屬試件架和非金屬試件架，金屬試件架上放置金屬試件，非金屬試件架上放置非金屬試件。
6.根據權利要求I所述的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于所述恒溫試驗箱B與散熱器之間的管段上安裝有傳熱性能試驗單元。
7.根據權利要求I所述的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于所述傳熱性能試驗單元與散熱器之間的管段上安裝有調壓閥。
8.根據權利要求I所述的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于傳熱性能試驗單元包括溫控裝置、傳熱實驗裝置、小流量傳感器、溫度測量模塊。
9.根據權利要求2所述的大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，其特征在于冷卻液密閉循環回路中的連接管路均采用不銹鋼管。
專利摘要本實用新型涉及一種大功率柴油機冷卻液多功能模擬使用評定裝置，主要由水泵、變頻調速電機、恒溫試驗箱A、恒溫試驗箱B、金屬試件、非金屬試件、散熱器、防爆電加熱器以及傳熱性能試驗單元組成。水泵、恒溫試驗箱A、恒溫試驗箱B、傳熱性能試驗單元、散熱器、防爆電加熱器依次串聯構成冷卻液密閉循環回路。恒溫試驗箱A用于放置和固定金屬試件，恒溫試驗箱B用于放置和固定非金屬試件。傳熱性能試驗單元包括溫控裝置、傳熱試驗裝置、小流量傳感器、溫度測量模塊。本實用新型結構緊湊，使用方便，能夠同時對大功率柴油機冷卻液的高溫模擬使用腐蝕性能、非金屬材料相容性以及傳熱性能做出精確評價。
文檔編號G01N17/00GK202793994SQ20122039360
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者陳今茂, 易如娟, 冷觀俊 申請人:中國人民解放軍總后勤部油料研究所