一種車輛加溫器綜合試驗臺的製作方法

2023-06-03 04:17:26 2

專利名稱：一種車輛加溫器綜合試驗臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車輛加溫器的試驗與檢測裝置，特別是關於一種車輛加溫器綜合試驗臺ο
背景技術：
車輛用加溫器主要用於寒冷季節預熱發動機以及為駕駛室提供暖氣。加溫器的核心是燃燒換熱裝置，燃油通過噴油嘴高壓噴出形成油霧，油霧在燃燒裝置中與空氣均勻混合後充分燃燒釋放出大量熱能。燃燒裝置中的熱能主要通過熱輻射的方式進入到換熱裝置中，換熱裝置內的換熱介質通過熱傳導的方式快速吸收高溫火焰的輻射熱能，換熱介質通過動力循環進入發動機系統，實現對發動機冷啟動前的預熱。加溫器是車輛的核心設備，在生產過程中，需要對其性能指標進行嚴格的檢驗方能出廠，目前國內外對車輛加溫器制定了測試規範，如GJB2007A-2005《裝甲車輛液體加溫器通用規範》及加溫器單項規範，生產企業需要按照其中的各項規定對加溫器的性能指標進行測試。在研發過程中，通過測試加溫器在不同情況下的性能指標，得到第一手試驗數據，用以改進和完善加溫器的性能。目前對車輛加溫器測試是通過手工進行，測量過程非常複雜繁瑣，不便於工業化生產中的設備質量檢驗。
發明內容本實用新型的目的是針對現有燃燒換熱技術中的不足，提供了一種用於模擬加溫器運行環境，通過傳感器輸出加溫器的運行數據，並根據這些運行數據測算加溫器的性能指標的加溫器綜合試驗臺。本實用新型的技術方案如下一種加溫器綜合試驗臺，其特徵在於它包括測試迴路、自動控制器，其中所述測試迴路包括水迴路、油迴路和傳感器系統；所述水迴路包括水箱、節流電磁閥，水箱的出口連接加溫器的入口，加溫器的出口連接節流電磁閥的入口，水箱的入口連接節流電磁閥的出口 ；所述油迴路包括油箱、節油電磁閥，所述油箱的出口連接所述節油電磁閥的入口，所述節油電磁閥的出口連接油泵的入口，所述油泵的出口連接所述油箱的入口，所述油泵的輸油出口連接所述加溫器的輸油入口 ；所述傳感器系統採集所述水迴路和油迴路的運行數據；所述傳感系統將採集的運行數據輸入所述自動控制器中進行計算，所述自動控制器保存並輸出所述加溫器的性能指標，並向所述節流電磁閥、節油電磁閥、加溫器和油泵輸出控制信號。所述水箱的安裝位置高於所述加溫器1 1. ail。所述油箱的安裝位置高於所述加溫器細。所述運行數據包括水迴路的質量流量、加溫器出水口溫度、加溫器入水口溫度、加溫器入水口水壓、加溫器出水口水壓，以及所述油迴路的加溫器進油量、加溫器回油量、油路壓力。[0010]所述加溫器的性能指標包括額定熱流量、揚程、耗油量、油泵功率、熱效率。所述傳感器系統包括設置在所述水迴路中所述水箱和所述加溫器之間的流量傳感器、入水口溫度傳感器、進水壓力傳感器，以及設置在所述加溫器和節流電磁閥之間的出水口溫度傳感器、出水壓力傳感器；和設置在所述油迴路中所述油箱和節油電磁閥之間的進油流量傳感器、油壓傳感器，以及設置在所述油泵和油箱之間的出油傳感器。所述自動控制器包括信號採集卡、處理器、資料庫和人機接口模塊，其中所述傳感器系統的輸出連接所述信號採集卡的輸入端，所述信號採集卡的輸出端連接所述處理器的輸入端，所述處理器的輸入端連接所述資料庫的輸入端，所述人機接口模塊的輸出端連接所述資料庫的輸入端；所述傳感器系統採集的運行數據通過信號採集卡進行放大和濾波後，輸入到處理器中，通過所述人機接口模塊在所述資料庫中預置加溫器額定參數、性能指標的合格值；所述處理器綜合所述加溫器額定參數和所述運行數據，計算所述加溫器的性能指標；所述性能指標保存於所述資料庫中，並與所述性能指標的合格值進行對比。所述運行數據、性能指標、性能指標和性能指標的合格值的對比結果通過所述人機接口模塊顯示。本實用新型的技術效果如下本實用新型的一種加溫器綜合試驗臺包括測試迴路、自動控制器，其中測試迴路包括水迴路、油迴路和傳感器系統；水迴路由水箱、加溫器、電磁閥、水箱依次連接，形成包括加溫器在內的迴路；油迴路由油箱、節油電磁閥、油泵、油箱依次連接構成迴路，油泵的輸出口連接加溫器的輸入口。其中的水迴路和油迴路可精確地模擬加溫器的真實運行環境， 即通過油迴路為加溫器提供油燃料，加溫器對水迴路中的水進行加溫。通過傳感器系統採集水迴路中質量流量、加溫器出水口溫度、加溫器入水口溫度、加溫器入水口水壓、加溫器出水口水壓，以及油迴路的加溫器進油量、加溫器回油量、油路壓力等運行數據，即可將其輸入自動控制器中結合預製的額定參數計算出加溫器的運行參數。本實用新型的系統將測試迴路中的硬體和自動控制器中的軟體有機地結合起來， 保證測試系統具有良好的動態品質，實現測試數據的自動採集、處理和管理等功能。流程控制與運行參數計算均通過自動控制器進行，有效地解放了勞動力，提高了產品的檢驗效率，降低了生產成本。自動控制器還具有強大的可擴展功能，可根據需要添加傳感器以及調整控制流程。自動控制器中的控制系統為閉環控制，當測試工作中出現故障，可及時地進行反饋或報警，能實現自動停機和重複點火，在測試過程中，操作者應能隨時幹預控制並調整參數，並具有返回與選擇測試功能。在整個過程中水迴路及油迴路傳感器可以對水迴路及油迴路情況進行實時監控， 及時對水迴路及油迴路壓力過高、流量不穩定或過大、過小、溫度過高、燃燒不穩定等異常情況進行報警並自動停止設備運行。

圖1是本實用新型的車輛加溫器綜合試驗臺結構示意圖。圖2是本實用新型的水迴路結構示意圖。圖3是水迴路的壓力控制迴路結構示意圖。圖4是本實用新型的油迴路結構示意圖。[0022]圖5是本實用新型的處理器中的處理流程示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進行說明。如圖1所示，本實用新型的加溫器綜合試驗臺包括測試迴路1、自動控制器2、電源 3。其中測試迴路1包括水迴路11和油迴路12，其中水迴路11為包括加溫器在內的水循環，加溫器用於加熱迴路內的水，油迴路12為加溫器提供燃料油；測試迴路1模擬了加溫器的運行環境，通過傳感器輸出試驗環境內加溫器的各項運行數據，並將運行數據輸入自動控制器2中。自動控制器2主要用於接收測試迴路1輸出的運行數據，並根據運行數據計算加溫器的額定熱流量、揚程、耗油量、油泵功率、熱效率等性能指標，並與合格值進行比較，用以甄別合格產品及不合格產品，同時將運行數據、性能指標計算值以及甄別結果存入資料庫中。電源3包括了 24V主電源和24V副電源，24V主電源用於為加溫器提供工作電源；24V副電源用於為測試迴路1和自動控制器2供電。如圖2所示，水迴路11包括水箱111、進水閥門112、出水閥門113、節流電磁閥
114、流量傳感器115、入水口溫度傳感器116、出水口溫度傳感器117、進水壓力傳感器118、 出水壓力傳感器119。其中水箱111、進水閥門112、加溫器、出水閥門113、節流電磁閥114、 水箱111，通過管路依次連接，形成工作液體的循環迴路；流量傳感器115、入水口溫度傳感器116、進水壓力傳感器118設置在進水閥門112和加溫器之間的管路上，出水口溫度傳感器117、出水壓力傳感器119設置在加溫器和出水閥門113之間的管路上。由流量傳感器
115、入水口溫度傳感器116、出水口溫度傳感器117、進水壓力傳感器118、出水壓力傳感器 119輸出的流量信號、溫度信號和壓力信號均輸入自動控制器2中進行處理。水箱111中內置有溫度傳感器和液位計，用於記錄其中工作液體的溫度和體積， 在水迴路11中工作液體為水。水箱111的安裝位置需高於加溫器1 1. 2m。進水閥門112 和出水閥門113在試驗過程中為常開閥門，維護檢修或試驗準備時關閉。節流電磁閥114 有二種控制方式，既可在手動測量過程中進行手動操控，也可在自動測量過程中由自動控制器2自動操控。流量傳感器115用於檢測水迴路11的質量流量，入水口溫度傳感器116、 出水口溫度傳感器117用於測試加溫器入水口和出水口之間的溫差，進水壓力傳感器118 和出水壓力傳感器119用於測量加溫器入水口水壓和出水口水壓，以折算加溫器的額定揚程。如圖3所示，水迴路11的壓力控制迴路由節流電磁閥114、出水壓力傳感器119和自動控制器2組成，在進行額定揚程流量的手動測試時，關閉節流電磁閥114的自動操控功能，由揚程折算到出水壓力傳感器119應達到的壓力值，通過手動調整節流電磁閥114的開啟大小，使出水壓力傳感器119達到預設值，此時流量傳感器115採集的流量即是額定揚程的流量。在進行額定揚程流量的自動測試時，關閉節流電磁閥114的手動操控功能，由自動控制器2把設置揚程折算到加溫器出水口水壓應達到的預設壓力值，由自動控制器2自動調節電磁節流閥的開啟大小，使出水壓力傳感器119達到預設壓力值，此時流量傳感器115 採集的流量即是額定揚程下的流量。水迴路11的熱流量測量，通過進水溫度傳感器116測量加溫器正常工作後啟動時的加溫器入水口水溫度，通過出水溫度傳感器117測量加溫器出水口水溫度，通過流量傳感器115測量水流量，由自動控制器2提供測量時間和水迴路11中水的比熱容，由此可得瞬時熱流量和額定熱流量。如圖4所示，在水迴路11測量額定熱流量的同時，在油迴路12可測得燃油消耗量，即通過燃油的燃燒值計算加溫器的熱效率。油迴路12包括油箱121、進油閥門122、出油閥門123、節油電磁閥124、進油流量傳感器125、出油流量傳感器126、油壓傳感器127和油泵128。其中，油箱121、進油閥門122、節油電磁閥124、油泵128、出油電磁閥123、油箱 121，通過管路依次連接，形成工作液體的循環迴路，工作液體為油；進油流量傳感器125、 油壓傳感器127設置在進油閥門122和節油電磁閥IM之間的管路上，出油流量傳感器126 設置在出油閥門123和油箱121之間的管路上。由進油流量傳感器125、出油流量傳感器 126、油壓傳感器127輸出的流量信號和壓力信號均輸入自動控制器2中進行處理。油箱121中設置有液位計以及入油口、出油口和注油口，其中出油口連接進油閥門122，出油口連接出油閥門123，注油口用於向油箱121中注入一定量的油。油箱121的安裝位置不低於加溫器細。進油閥門122和出油閥門123在試驗過程中為常開閥門，維護檢修或試驗準備時關閉。節油電磁閥1 用於實現油迴路12在試驗中的關閉和開啟，其有二種控制方式，既可在手動測量過程中進行手動操控，也可在自動測量過程中由自動控制器2 自動操控。進油流量傳感器125用於測量加溫器進油量，出油流量傳感器1 用於測量加溫器回油量，油壓傳感器127用於測量油路壓力，並在油路壓力下降時報警。油泵1 為油迴路12中的油循環提供動力。油迴路12的燃油消耗量測量，通過進油流量傳感器125測量加溫器的進油量，出油流量傳感器126測量加溫器回油量，由自動控制器2提供測量時間，由此可得額定時限內的燃油消耗量。油迴路12的油路壓力報警，通過調節加溫器的溢油閥，使油壓傳感器127測量的油路壓力達到要求，自動控制器2採集並記錄油路壓力，在以後的工作過程中對油路壓力進行動態監控，若油路壓力明顯下降，則自動控制器2報警。油迴路12的油路通斷控制通過節油電磁閥124控制，可通過自動控制器2選擇節油電磁閥124的手動操控和自動操控，實現不同控制方式的切換。自動控制器2主要用於自動測量及測量資料庫存取，具體包括測量過程的自動控制、測量數據採集、測量數據的顯示、測量結果的計算等。自動控制器2包括信號採集卡 21、處理器22、資料庫23、人機接口模塊M，可放置於獨立的工作間內。自動控制器2採用 PC-DAQ架構與分布式控制、基於PCI總線機485總線的虛擬儀器技術。信號採集卡21將接收到的流量信號、溫度信號、壓力信號和液位信號等測量信號輸入處理器22中進行計算， 將開關控制信號輸出到測試迴路1中；測量信號以及計算結果均保存在資料庫M中，作為歷史參考數據；人機接口模塊對將工作人員輸入的預置數據輸入處理器22中參與計算，同時處理器22向人機接口模塊M輸出計算結果，向工作人員顯示。系統工作時，在信號採集卡21前端採用信號調理模塊將由各傳感器輸入的流量信號、溫度信號、壓力信號和液位信號進行微弱傳感信號的前級放大、驅動調理成標準的 4-20mA電流環，保準了測量信號由測量現場到操控間的長距離信號傳輸的品質，規範了測控計算機的模擬信號輸入接口。信號採集卡21選用PCI-1747U多功能高精度數據採集模塊，其具有64路A/D單端輸入通道或32路差分輸入通道，16位解析度，採樣率為250KS/s。本試驗裝置使用了 18個差分輸入通道，留有14個差分輸入通道或觀個單端通道用於升級備份。處理器22在向測試迴路1輸出控制信號時採用分布式模擬量控制板ADAM-5024。 ADAM-50M提供了 4路隔離模擬量輸出通道，保護隔離電壓3000VDC，完成對節流電磁閥114 和節油電磁閥124的控制，實現水迴路11和油迴路12穩壓過程的自動控制。該板留有3 個模擬通道用於升級備份。如圖5所示，處理器22中的處理過程包括以下步驟1)通過人機接口模塊M在資料庫23中設定額定參數和性能指標的合格值，其中額定參數包括額定揚程、額定水壓、額定油壓、油泵啟動時間、油泵停止時間、加溫器出水口設定溫度等；2)啟動水迴路11的壓力控制迴路，並調整節流電磁閥114，直至出水壓力傳感器 119測量的加溫器出水口水壓達到額定水壓；3)通過流量傳感器115讀取額定揚程所需固定壓力下的質量流量，結束揚程測試；固定壓力是由額定揚程計算得出的，質量流量大於參考值，則被測加溫器揚程合格，質量流量小於參考值，則被測加溫器揚程不合格；4)調節節流電磁閥114，使水迴路11中的水壓達到額定水壓，由於在步驟3)中的在揚程測試過程是人為模擬水阻大的情況，因而水迴路11中壓力為額定揚程所需的固定壓力，以考驗被測加溫器設備的揚程指標；5)通過油壓傳感器127監控油迴路12中的油壓，如果油壓低於額定油壓，則啟動油壓下降報警；6)啟動油泵128，並令其在油泵啟動時間內空轉；之後打開節油電磁閥124，使油迴路12形成通路，並開啟加溫器；將此時油泵128的電壓及電流值存入資料庫23中；7)當出水口溫度傳感器117採集的加溫器出水口溫度達到加溫器出水口設定溫度後，關閉節油電磁閥124，通過水箱111中的溫度傳感器採集水箱111的溫度值，通過進油流量傳感器125採集進油流量的瞬時值、累積值，通過出油流量傳感器1 採集出油流量的瞬時值、累積值，通過流量傳感器115採集水迴路11中的流量瞬時值、累積值；並將上述採集的運行數據儲存在資料庫23中；8)令油泵128在油泵停止時間內空轉，之後關閉油泵128 ；9)處理器22根據上述採集的運行數據計算加溫器的額定熱流量、揚程、耗油量、 油泵功率、熱效率，並與合格值進行比較，達標的即為合格產品，不達標的即為不合格產品； 將對比結果存入資料庫23。應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領域的技術人員更全面地理解本實用新型創造，但不以任何方式限制本實用新型創造。因此，儘管本說明書參照附圖和實施例對本實用新型創造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本實用新型創造進行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本實用新型創造的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本實用新型創造專利的保護範圍當中。
權利要求1.一種加溫器綜合試驗臺，其特徵在與它包括測試迴路、自動控制器，其中所述測試迴路包括水迴路、油迴路和傳感器系統；所述水迴路包括水箱、節流電磁閥，水箱的出口連接加溫器的入口，加溫器的出口連接節流電磁閥的入口，水箱的入口連接節流電磁閥的出口 ；所述油迴路包括油箱、節油電磁閥，所述油箱的出口連接所述節油電磁閥的入口，所述節油電磁閥的出口連接油泵的入口，所述油泵的出口連接所述油箱的入口，所述油泵的輸油出口連接所述加溫器的輸油入口 ；所述傳感器系統採集所述水迴路和油迴路的運行數據；所述傳感系統將採集的運行數據輸入所述自動控制器中進行計算，所述自動控制器保存並輸出所述加溫器的性能指標，並向所述節流電磁閥、節油電磁閥、加溫器和油泵輸出控制信號。
2.如權利要求1所述的一種加溫器綜合試驗臺，其特徵在於所述水箱的安裝位置高於所述加溫器1 1. ail。
3.如權利要求1所述的一種加溫器綜合試驗臺，其特徵在於所述油箱的安裝位置高於所述加溫器細。
4.如權利要求1所述的一種加溫器綜合試驗臺，其特徵在於所述運行數據包括水迴路的質量流量、加溫器出水口溫度、加溫器入水口溫度、加溫器入水口水壓、加溫器出水口水壓，以及所述油迴路的加溫器進油量、加溫器回油量、油路壓力。
5.如權利要求1所述的一種加溫器綜合試驗臺，其特徵在於所述傳感器系統包括設置在所述水迴路中所述水箱和所述加溫器之間的流量傳感器、入水口溫度傳感器、進水壓力傳感器，以及設置在所述加溫器和節流電磁閥之間的出水口溫度傳感器、出水壓力傳感器；和設置在所述油迴路中所述油箱和節油電磁閥之間的進油流量傳感器、油壓傳感器，以及設置在所述油泵和油箱之間的出油傳感器。
6.如權利要求1 5之一所述的一種加溫器綜合試驗臺，其特徵在於所述自動控制器包括信號採集卡、處理器、資料庫和人機接口模塊，其中所述傳感器系統的輸出連接所述信號採集卡的輸入端，所述信號採集卡的輸出端連接所述處理器的輸入端，所述處理器的輸入端連接所述資料庫的輸入端，所述人機接口模塊的輸出端連接所述資料庫的輸入端； 所述傳感器系統採集的運行數據通過信號採集卡進行放大和濾波後，輸入到處理器中，通過所述人機接口模塊在所述資料庫中預置加溫器額定參數、性能指標的合格值；所述處理器綜合所述加溫器額定參數和所述運行數據，計算所述加溫器的性能指標；所述性能指標保存於所述資料庫中，並與所述性能指標的合格值進行對比。
7.如權利要求6所述的一種加溫器綜合試驗臺，其特徵在於所述運行數據、性能指標、性能指標和性能指標的合格值的對比結果通過所述人機接口模塊顯示。
專利摘要本實用新型公開了一種車輛加溫器綜合試驗臺，包括測試迴路、自動控制器，其中測試迴路包括水迴路、油迴路和傳感器系統；水迴路由水箱、加溫器、電磁閥、水箱依次連接，形成包括加溫器在內的迴路；油迴路由油箱、節油電磁閥、加溫器、油箱依次連接構成迴路；其中的水迴路和油迴路可精確地模擬加溫器的真實運行環境，即通過油迴路為加溫器提供油燃料，加溫器對水迴路中的水進行加溫。通過傳感器系統採集水迴路中水的流量、加溫器出水口溫度、加溫器入水口溫度、加溫器入水口水壓、加溫器出水口水壓，以及油迴路的加溫器進油量、加溫器回油量、油路壓力等運行數據，即可將其輸入自動控制器中結合預製的額定參數計算出加溫器的運行參數。
文檔編號G01M17/007GK202182824SQ20112008043
公開日2012年4月4日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者付迎春, 嶽豔玲, 李玉梅, 程俊琴 申請人:北京北機機電工業有限責任公司