一種統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置製造方法

2023-04-24 10:58:56

一種統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置製造方法
【專利摘要】本發明屬於車輛工程領域，公開了一種統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，包括：回油總管、進油總管和並聯設置在回油總管、進油總管上的多路試驗通道，每路試驗通道包括換熱油路和循環試驗介質路；換熱油路的進油口連接進油總管，換熱油路的出油口連接回油總管；循環試驗介質路的試驗介質進口和出口分別連接換熱油路；換熱油路上設置有閥門，以控制進油總管內的油液是否通入換熱油路內。本發明可對特種車輛冷卻系統熱態模型鑑定過程中的多路試驗件、不同工質在統一熱源下，進行多目標參數一體控制，可對多路目標流量、溫度進行精確的調控，滿足模擬不同配置的冷卻系統的各種試驗工況的熱態試驗目的，具有較強的工程應用性能。
【專利說明】一種統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置

【技術領域】
[0001]本發明屬於車輛工程領域，具體涉及一種統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置。

【背景技術】
[0002]特種車輛冷卻系統熱態模型試驗是以模擬特種車輛動力總成等發熱部件的熱量，在模擬緊湊的動力艙空間中，安裝實際的散熱系統，研究其是否有效地帶走其動力總成所需的散熱量以及散熱分布是否合理，達到優化布置動力艙和提高特種車輛散熱系統的能力目的，從而驗證設計的散熱系統，使得設計周期縮短。
[0003]由於特種車輛的功率較大，隨之帶來的結構緊湊，散熱量很大，而車輛發動機、傳動箱、轉向機以及各種發電機、電動機等部件的散熱，帶來各類換熱器較多，從換熱器的角度講，換熱種類既有油-水，油-油，油-氣，又有油-氣，水-氣，氣-氣等；從換試驗介質講有冷卻液、空氣、發動機機油、傳動機油、轉向機油等等；各試驗件的額定工作情況有很大差異，其各路的工質流量及溫度設計點都不相同。以前對車輛冷卻系統散熱能力的試驗僅對單個試驗件進行溫度、流量的試驗測試，或者利用多個熱源對不同的試驗件進行單一目標參數的測試，這樣的測試完全忽視了各個試驗件之間的熱源的相互耦合影響情況，測得的結果不能真實反應車輛的散熱能力情況。


【發明內容】

[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題是:提供一種在統一熱源下，能夠滿足對多個試驗部件的不同的溫度、熱量、流量、壓力等目標參數進行精確控制的裝置。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供一種統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，其包括:回油總管11、進油總管12和並聯設置在回油總管11、進油總管12上的多路試驗通道，每路試驗通道包括換熱油路和循環試驗介質路；換熱油路的進油口連接進油總管12，換熱油路的出油口連接回油總管11 ;循環試驗介質路的試驗介質進口和出口分別連接換熱油路；換熱油路上設置有閥門，以控制進油總管12內的油液是否通入換熱油路內。
[0008]優選地，所述換熱油路包括換熱器5、熱油泵組6、第二氣動三通閥7、第一閥門8、第二閥門9、第三閥門10 ;換熱泵組6進油口連接進油總管12，換熱泵組6與進油總管12之間的連接管路上設置第二氣動三通閥7和第二閥門9，第二閥門9靠近進油總管12，換熱泵組6出油口連接換熱器5進油口，換熱器5出油口通過第一閥門8連接回油總管11 ;第二閥門9的進液口端和第一閥門8的出液口端之間設置有連接管路，該連接管路上設置第三閥門10，通過第三閥門10控制進油總管12內的油液是否通入換熱油路內。。
[0009]優選地，所述第二氣動三通閥7的控制器連接設置在換熱器5出油口處的溫度傳感器，第二氣動三通閥7控制器根據換熱器5流出的試驗介質的溫度來調整第二氣動三通閥7的開度，第二氣動三通閥7通過連接管路與換熱器5和第一閥門8之間的連接管路連通。
[0010]優選地，所述換熱泵組6進油口前端設置了連接換熱器5和第一閥門8之間的連接管路的回油管。
[0011]優選地，所述循環試驗介質路包括試驗器1、流量計2、第一氣動三通閥3、變頻泵組4 ;第一氣動三通閥3連接換熱器5的試驗介質出口和試驗器I的試驗介質進口，試驗器I的試驗介質出口連接變頻泵組4，試驗器I的試驗介質出口處還設置有流量計2。
[0012]優選地，所述第一氣動三通閥3的控制器連接流量計2，變頻泵組4的控制器連接流量計2，第一氣動三通閥3的控制器和變頻泵組4的控制器根據流量計2記錄的試驗介質流量信息來對應控制調整第一氣動三通閥3的開度和變頻泵組4的流量大小。
[0013](三)有益效果
[0014]上述技術方案所提供的統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，對特種車輛冷卻系統熱態模型鑑定過程中的多路試驗件、不同工質在統一熱源下，進行多目標參數一體控制，可對多路目標流量、溫度進行精確的調控，達到特種車輛不同工質多路目標參數的冷卻系統熱態模擬試驗，滿足模擬不同配置的冷卻系統的各種試驗工況的熱態試驗目的，具有較強的工程應用性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置的結構示意圖。
[0016]圖中:1_試驗器；2_流量計；3_第一氣動三通閥；4_變頻泵組；5_換熱器；6-熱油泵組；7_第二氣動二通閥；8_第一閥門；9_第一閥門；10_第一閥門；11_回油總管；12_進油總管。

【具體實施方式】
[0017]為使本發明的目的、內容和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0018]在本發明的描述中，需要說明的是，術語「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、
「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0019]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以是通過中間媒介間接連接，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以視具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0020]此外，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
[0021]參照圖1所示，本實施例試驗裝置包括:回油總管11、進油總管12和並聯在回油總管11、進油總管12上的多路試驗通道，每路試驗通道包括換熱油路和循環試驗介質路，換熱油路包括換熱器5、熱油泵組6、第二氣動三通閥7、第一閥門8、第二閥門9、第三閥門10，循環試驗介質路包括試驗器1、流量計2、第一氣動三通閥3、變頻泵組4。
[0022]具體地，換熱泵組6進油口連接進油總管12，換熱泵組6與進油總管12之間的連接管路上設置第二氣動三通閥7和第二閥門9，第二閥門9靠近進油總管12，換熱泵組6出油口連接換熱器5進油口，換熱器5出油口通過第一閥門8連接回油總管11 ;第二閥門9的進液口端和第一閥門8的出液口端之間設置有連接管路，該連接管路上設置第三閥門10 ；第二氣動三通閥7的控制器連接設置在換熱器5出油口處的溫度傳感器，第二氣動三通閥7控制器根據換熱器5流出的試驗介質的溫度來調整第二氣動三通閥7的開度，第二氣動三通閥7通過連接管路與換熱器5和第一閥門8之間的連接管路連通。
[0023]換熱泵組6進油口前端設置了連接換熱器5和第一閥門8之間的連接管路的回油管。
[0024]第一氣動三通閥3連接換熱器5的試驗介質出口和試驗器I的試驗介質進口，試驗器I的試驗介質出口連接變頻泵組4，試驗器I的試驗介質出口處還設置有流量計2，第一氣動三通閥3的控制器連接流量計2，變頻泵組4的控制器連接流量計2，第一氣動三通閥3的控制器和變頻泵組4的控制器根據流量計2記錄的試驗介質流量信息來對應控制調整第一氣動三通閥3的開度和變頻泵組4的流量大小。
[0025]本實施例圖示中給出了兩個試驗通道，根據實際需要可以相應增加試驗通道數量，在使用本實施例試驗裝置進行試驗的過程中，若需要使用某個通道並加以控制，則打開第一閥門8、第二閥門9，關閉第三閥門10 ;若不需要使用某一通道，則關閉第一閥門8、第二閥門9，打開第三閥門10，這樣可以保證從進油總管12回到回油總管11的熱油總量不變，因而保證系統壓力不會產生異常而帶來不穩定性。
[0026]使用本實施例試驗裝置進行試驗的過程中，通過變頻泵組4設定目標流量，通過流量計2將實時的流量信號反饋給變頻泵組4後並同時給第一氣動三通閥3，並伺服調整第一氣動三通閥3開度，從而使得流量穩定。
[0027]溫度的控制是通過對換熱器5試驗介質出口的溫度監控，並反饋到第二氣動三通調節閥7，根據溫度的需求，調整第二氣動三通調節閥7的開度，從而加入所需熱量，達到試驗介質溫度上升到目標穩定，當溫度達到後，第二氣動三通調節閥7的開度則伺服調整，達到所需溫度的恆定。
[0028]上述試驗裝置中，統一熱源的各分路並聯在主迴路上，熱源以導熱油為工質，通過一級換熱器，將導熱油的熱量傳遞給各路試驗工質，可根據不同試驗的需求，選擇分路數，以及分路提供的熱量。
[0029]換熱油路採用了作為熱油泵組的定轉速供油泵和第二氣動三通閥的方案，在定轉速供油泵前設計了回油管，使得換熱器在恆流量條件下工作，供油泵始終在額定供油點上工作，這樣一次換熱是定流量的熱量交換，其作用一是克服了供油泵低轉速下的供油壓力下降，二是供油泵供油流量平穩，三是省去泵電機轉速調節裝置。熱量補充由第二氣動三通閥調節來實現的，這樣既消除主迴路上主泵引起壓力波動，又可以滿足不同分路的熱量溫度的需求。
[0030]對各試驗迴路目標參數進行的調控主要有溫度、流量這兩個重要參數。對於試驗工質流量參數的控制主要採用變頻泵組配合第一氣動三通閥的結構實現。首先是利用變頻泵組對目標流量進行變頻控制，利用變頻泵組對試驗工質目標流量進行一級調控，使得流量控制在±lm3/h。由於泵組循環工作壓力隨之波動，尤其是大大低於額定工作點，供油流量下降的同時，壓力也隨之下降，這是導致流量難以控制的主要原因。本試驗裝置將變頻泵組設計在熱源換熱器的進口，使得熱源換熱器起到一定的濾波作用，同時第一氣動三通閥設計在熱源換熱器試驗工質出口和試驗器入口之間，其中一迴路直接回到變頻泵組的入口，這樣供油泵既能轉速工作在額定點附近，同時降低了泵前負壓引起的氣蝕等問題，大大降低由於壓力波動造成的流量偏差，使得流量控制精度保證在±0.2m3/h，從而滿足對流量參數的控制要求。流量計2設計在試驗器I試驗工質出口後，一是溫度相對低，二是流量相對穩定。
[0031]本實施例由於採用統一熱源，並且多路通道對於溫度控制目標的差異，利用組合式閥門及氣動調節三通閥的配合使用，控制換熱器熱側介質的熱量，使得換熱器冷側試驗介質的溫度達到各自所需的溫度範圍，控制後精度可在±0.rc ;採用組合式閥門的方法，可以既保證靈活選擇使用通道，又能避免由於系統熱源介質流量突然變低對熱源系統造成的影響。
[0032]由上述技術方案可以看出，本發明對特種車輛冷卻系統熱態模型鑑定過程中的多路試驗件、不同工質在統一熱源下，進行多目標參數一體控制，可對多路目標流量、溫度進行精確的調控，達到特種車輛不同工質多路目標參數的冷卻系統熱態模擬試驗，滿足模擬不同配置的冷卻系統的各種試驗工況的熱態試驗目的，具有較強的工程應用性能。
[0033]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，其特徵在於，包括:回油總管(11)、進油總管(12)和並聯設置在回油總管(11)、進油總管(12)上的多路試驗通道，每路試驗通道包括換熱油路和循環試驗介質路；換熱油路的進油口連接進油總管(12)，換熱油路的出油口連接回油總管(11);循環試驗介質路的試驗介質進口和出口分別連接換熱油路；換熱油路上設置有閥門，以控制進油總管(12)內的油液是否通入換熱油路內。
2.如權利要求1所述的統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，其特徵在於，所述換熱油路包括換熱器(5)、熱油泵組(6)、第二氣動三通閥(7)、第一閥門(8)、第二閥門(9)、第三閥門(10);換熱泵組(6)進油口連接進油總管(12)，換熱泵組(6)與進油總管(12)之間的連接管路上設置第二氣動三通閥(7)和第二閥門(9)，第二閥門(9)靠近進油總管(12)，換熱泵組(6)出油口連接換熱器(5)進油口，換熱器(5)出油口通過第一閥門(8)連接回油總管(11);第二閥門(9)的進液口端和第一閥門⑶的出液口端之間設置有連接管路，該連接管路上設置第三閥門(10)，通過第三閥門(10)控制進油總管(12)內的油液是否通入換熱油路內。。
3.如權利要求2所述的統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，其特徵在於，所述第二氣動三通閥(7)的控制器連接設置在換熱器(5)出油口處的溫度傳感器，第二氣動三通閥(7)控制器根據換熱器(5)流出的試驗介質的溫度來調整第二氣動三通閥(7)的開度，第二氣動三通閥(7)通過連接管路與換熱器(5)和第一閥門(8)之間的連接管路連通。
4.如權利要求2所述的統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，其特徵在於，所述換熱泵組(6)進油口前端設置了連接換熱器(5)和第一閥門(8)之間的連接管路的回油管。
5.如權利要求2-4中任一項所述的統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，其特徵在於，所述循環試驗介質路包括試驗器(I)、流量計(2)、第一氣動三通閥(3)、變頻泵組(4)；第一氣動三通閥(3)連接換熱器(5)的試驗介質出口和試驗器(I)的試驗介質進口，試驗器(I)的試驗介質出口連接變頻泵組(4)，試驗器(I)的試驗介質出口處還設置有流量計⑵。
6.如權利要求5所述的統一熱源下的多參數目標模擬試驗裝置，其特徵在於，所述第一氣動三通閥(3)的控制器連接流量計(2)，變頻泵組(4)的控制器連接流量計(2)，第一氣動三通閥⑶的控制器和變頻泵組⑷的控制器根據流量計⑵記錄的試驗介質流量信息來對應控制調整第一氣動三通閥(3)的開度和變頻泵組(4)的流量大小。
【文檔編號】G01M99/00GK104359699SQ201410714704
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月2日 優先權日:2014年12月2日
【發明者】李欣, 楊惠民, 王國柱, 李中華, 吳玉峰, 藥凌宇, 趙自勤, 劉誠, 李榮鵬 申請人:中國北方車輛研究所