一種冷卻系統試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種冷卻系統試驗裝置，由安裝臺、原動裝置、傳動裝置、數據采集系統及控制系統組成；安裝臺滿足發動機搭建及試驗過程中的強度及剛度要求；原動裝置由減速電機組成；傳動裝置由底座、皮帶、傳動軸、軸承、聯軸器組成；所述數據采集系統為NI采集系統；控制系統由人機交互界面、工控機、變頻器及PLC組成；所述試驗裝置在發動機非點火狀態下，通過傳動裝置直接驅動水泵，達到測量冷卻系統內流量、溫度及壓力參數。
【專利說明】一種冷卻系統試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于內燃機測試【技術領域】，具體地說涉及一種非點火狀態下冷卻系統測試的裝置。
【背景技術】
[0002]發動機冷卻系統的作用是使發動機的溫度在所有工況下均保持在適當的范圍內。冷卻系統不僅要防止發動機過熱，也要防止發動機過冷。而該試驗的目的是盡早對冷卻系統進行驗證，同時，暴露一些潛在的問題。理論上試驗在原形缸體和缸蓋的鑄件下進行，并不需要在機械開發之后進行，或者使用快速成型的樹脂鑄件代替也可以。另外，各個相關的冷卻系統部件都應該用到(散熱器、機油冷卻器、暖風機、整車軟管等)。該試驗可以評估發動機缸體和缸蓋內的流量，對比壓力測量數據和CFD分析計算數據，通過實測的水泵流量來確定設計規范，通過測量發動機冷卻系統壓力損失、外圍循環的流量(機油冷卻器、暖風機)、水泵的氣蝕性能，綜合分析各種數據指導發動機冷卻系統的優化設計。而傳統冷卻系統試驗，一般需要在發動機點火臺架上進行測試，水泵需通過曲軸皮帶輪驅動，同時在發動機點火運轉過程中，工況較復雜，外部各種影響因素錯綜復雜。所以，搭建一套冷卻系統試驗臺，通過直接反拖水泵來探尋冷卻系統運行規律，驗證發動機冷卻系統能力的試驗臺就顯得尤為重要了。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種冷卻系統試驗裝置的技術方案，通過本技術方案，能夠在發動機不點火的情況下，實現對發動機冷卻系統的各項數據進行測試。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0005]一種冷卻系統試驗裝置，由安裝臺、原動裝置、傳動裝置、數據采集系統及控制系統組成；
[0006]所述安裝臺滿足發動機搭建及試驗過程中的強度及剛度要求；
[0007]所述原動裝置由減速電機組成，所述減速電機能夠提供驅動水泵運轉所需的原動力；
[0008]所述傳動裝置由底座、皮帶、傳動軸、軸承、聯軸器組成；所述傳動軸包括有主軸和二級傳動軸；其中，皮帶用來將電機輸出的動力傳遞給主軸；聯軸器用來連接主軸、測量儀器、二級傳動軸與水泵；軸承安裝在底座上，用來支撐傳動軸；
[0009]所述數據采集系統為NI采集系統，通過設置于試驗臺及發動機上的傳感器來采集溫度、轉速、扭矩、壓力及流量信號，并傳遞給控制系統；
[0010]所述控制系統由人機交互界面、工控機、變頻器及PLC組成；通過操作人機交互界面，進行一系列參數查看、設置；工控機用于數據的分析、處理及保存；變頻器用于電機啟停及轉速方向與大小控制；PLC用于通訊控制以及檢測變頻器的狀態；
[0011]所述試驗裝置在發動機非點火狀態下，通過傳動裝置直接驅動水泵，達到測量冷卻系統內流量、溫度及壓力參數。
[0012]測試過程中發動機直接安裝在試驗裝置的安裝臺上；通過發動機上安裝支撐在T型槽內的橫向及縱向移動，完成發動機的對中工作。
[0013]所述安裝臺為T型槽固定架,采用優質碳素結構鋼制成。
[0014]所述原動裝置和傳動裝置設置于安裝臺上。
[0015]所述傳感器布置于傳感器布置柜內，傳感器的終端布置于試驗臺及發動機上；傳感器的輸出端連接控制系統。
[0016]所述控制系統設置于電控柜內，控制系統通過設置于線槽內的導線與試驗裝置的各部件連接。
[0017]本發明的有益效果是:
[0018]發動機無須點火即可進行試驗，同時不占用點火試驗臺架，在各種發動機多種試驗開發工作之前，即可通過該試驗臺測試相關參數暴露潛在的問題，在發動機點火運轉之前完成相關優化工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是試驗裝置組成框圖；
[0020]圖2是試驗裝置平面布局圖。
【具體實施方式】
[0021]以下通過實施例來詳細說明本發明的技術方案，應當理解的是，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發明的技術方案，而不能解釋為是對本發明技術方案的限制。
[0022]如圖1和圖2所示，冷卻系統試驗裝置，由安裝臺4、原動裝置1、傳動裝置2、數據米集系統及控制系統組成。
[0023]安裝臺為T型槽固定架，采用優質碳素結構鋼制成，滿足發動機搭建及試驗過程中的強度及剛度要求。在發動機安裝過程中，通過發動機上安裝支撐在T型槽內的橫向及縱向移動，可完成發動機的對中工作。
[0024]原動裝置I由減速電機組成，所述減速電機能夠提供驅動水泵運轉所需的原動力。減速電機的輸出轉速可滿足水泵最大8000rpm的工況，滿足一般試驗所需水泵轉速要求。
[0025]傳動裝置2由底座、皮帶、傳動軸、軸承、聯軸器組成；所述傳動軸包括有主軸和二級傳動軸；其中，皮帶用來將電機輸出的動力傳遞給主軸；聯軸器用來連接主軸、測量儀器、二級傳動軸與水泵；軸承安裝在底座上，用來支撐傳動軸。傳動裝置通過安全護罩進行保護，可以避免試驗臺旋轉部件存在的潛在的危險。
[0026]數據采集系統為NI采集系統，通過設置于試驗臺及發動機上的傳感器來采集溫度、轉速、扭矩、壓力及流量信號，并傳遞給控制系統；所述傳感器包括有溫度傳感器、轉速度傳感器、扭矩傳感器、壓力傳感器及流量傳感器等；各傳感器布置于傳感器布置柜3內，傳感器的終端布置于試驗臺及發動機上；傳感器的輸出端連接控制系統。
[0027]控制系統由人機交互界面、工控機、變頻器及PLC組成；通過操作人機交互界面，進行一系列參數查看、設置；工控機用于數據的分析、處理及保存；變頻器用于電機啟停及轉速方向與大小控制；PLC用于通訊控制以及檢測變頻器的狀態。控制系統設置于電控柜6內，控制系統通過設置于線槽5內的導線與試驗裝置的各部件連接。
[0028]在人機交互界面上，可以通過程序選擇手動試驗或者自動試驗，設置好各試驗參數后，電機“開始試驗”，即可進行相關測試。試驗完成后，電機保存數據，可以完成各試驗測量數據的保存。
[0029]所述試驗裝置在發動機非點火狀態下，通過電機、減速皮帶及傳動軸驅動水泵運轉，通過扭矩、轉速傳感器測得水泵的轉速，通過溫度、壓力和流量傳感器測得發動機及其冷卻系統部件的對應參數。在這個過程中，通過PLC和變頻器配合工作，可以根據要求調整水泵轉速，并且監控試驗過程中各種參數，在出現故障時能夠自動報警。
[0030]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種冷卻系統試驗裝置，其特征在于:由安裝臺、原動裝置、傳動裝置、數據采集系統及控制系統組成； 所述安裝臺滿足發動機搭建及試驗過程中的強度及剛度要求； 所述原動裝置由減速電機組成，所述減速電機能夠提供驅動水泵運轉所需的原動力； 所述傳動裝置由底座、皮帶、傳動軸、軸承、聯軸器組成；所述傳動軸包括有主軸和二級傳動軸；其中，皮帶用來將電機輸出的動力傳遞給主軸；聯軸器用來連接主軸、測量儀器、二級傳動軸與水泵；軸承安裝在底座上，用來支撐傳動軸； 所述數據采集系統為NI采集系統，通過設置于試驗臺及發動機上的傳感器來采集溫度、轉速、扭矩、壓力及流量信號，并傳遞給控制系統； 所述控制系統由人機交互界面、工控機、變頻器及PLC組成；通過操作人機交互界面，進行一系列參數查看、設置；工控機用于數據的分析、處理及保存；變頻器用于電機啟停及轉速方向與大小控制；PLC用于通訊控制以及檢測變頻器的狀態； 所述試驗裝置在發動機非點火狀態下，通過傳動裝置直接驅動水泵，達到測量冷卻系統內流量、溫度及壓力參數。 測試過程中發動機直接安裝在試驗裝置的安裝臺上；通過發動機上安裝支撐在T型槽內的橫向及縱向移動，完成發動機的對中工作。
2.根據權利要求1所述的冷卻系統試驗裝置，其特征在于:所述安裝臺為T型槽固定架，采用優質碳素結構鋼制成。
3.根據權利要求1所述的冷卻系統試驗裝置，其特征在于:所述原動裝置和傳動裝置設置于安裝臺上。
4.根據權利要求1所述的冷卻系統試驗裝置，其特征在于:所述傳感器布置于傳感器布置柜內，傳感器的終端布置于試驗臺及發動機上；傳感器的輸出端連接控制系統。
5.根據權利要求1所述的冷卻系統試驗裝置，其特征在于:所述控制系統設置于電控柜內，控制系統通過設置于線槽內的導線與試驗裝置的各部件連接。
【文檔編號】G01M15/04GK103499450SQ201310430033
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】靳素華, 楊林強, 錢多德, 王善強, 宋長青, 王兆遠, 徐 明, 鄒純, 丁磊, 張申祥 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司