一种用于低温试验的中冷器系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及发动机测试技术领域，具体涉及一种用于低温试验的中冷器系统及其控制方法。


背景技术：

2.空气中冷器在发动机可靠性测试中普遍运用，在常温试验中，中冷器利用外循环水（介质：自来水）通过换热腔控制发动机的进气温度。但在-20
°
低温试验时，放置低温仓内的中冷器外循环水会因环境温度太低而结冰，无法循环散热，随之发动机进气温度不受控制，产生温度报警，导致试验无法继续进行。


技术实现要素：

3.（一）要解决的技术问题本发明的目的是提供一种用于低温试验的中冷器系统及其控制方法，用以解决发动机在进行低温试验时，放置低温仓内的中冷器外循环水会因环境温度太低而结冰，无法循环散热，而导致试验无法继续进行的问题。
4.（二）发明内容为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于低温试验的中冷器系统，包括中冷器和与中冷器前端连接的低温装置，所述中冷器前端分别设置有中冷器回水口和中冷器进水口，所述低温装置包括循环水泵、水箱、和热交换单元，所述中冷器回水口、水箱、热交换单元、中冷器进水口依次通过管道相连，并形成回路，所述循环水泵安装于中冷器回水口与管道连接处；所述水箱内部安装有法兰加热器，顶部安装有温度传感器，所述水箱侧面安装有液位计；所述热交换单元前端通过循环管道与外循环水系统连接，所述热交换单元前端回水口与循环管道连接处安装有电动阀门。
5.还包括控制器，所述控制器分别与循环水泵、法兰加热器、温度传感器、液位计和电动阀门电连接。
6.所述水箱内装有防冻液，优选乙二醇。
7.一种用于低温试验的中冷器系统控制方法，包括以下步骤：s1.启动循环水泵，在控制器中设定水箱内部乙二醇防冻液的目标加热温度，控制器实时接收和识别来自温度传感器采集的防冻液温度信号；s2.在冷冻液温度较低时，控制器控制法兰加热器开启、电动阀门关闭，系统关闭外循环水，并对水箱内的冷冻液进行加热；s3.在冷冻液温度较高时，控制器控制法兰加热器关闭、电动阀门开启，系统停止对水箱内的冷冻液进行加热，并开启外循环水；s4.当冷冻液温度达到水箱设定的目标温度时，控制器控制法兰加热器关闭、电动
阀门关闭，系统停止对水箱内的冷冻液进行加热，并保持内循环。
8.上述的控制过程中，所述控制器实时接收并识别来自液位计采集的水箱液位信号，当水箱液位低于下限值时，控制器立即关闭法兰加热器，停止加热，待水箱内液位回复到下限值以上后，再依照上述控制方法对法兰加热器和电动阀门进行控制。
9.（三）有益效果本发明低温装置的水箱中加注有乙二醇防冻液，能够在循环过程中替换中冷器内的传热介质，使中冷器内的传热介质在发动机进行低温试验时不会因温度低而结冰，以确保试验的正常进行；本发明通过在传统中冷器前端增加低温装置，利用循环水泵、加热器、热交换单元与中冷器进行交换散热，热交换单元与外循环水交换散热，从而对低温环境下的防冻液进行加热，能够使发动机快速达到试验所需的进气温度，加快试验的进程，缩短试验的准备时间；本发明的低温装置内设置有控制器，控制器与低温装置内的各控制部件相连，使得控制器可通过对温度传感器、液位计的信号采集和内部预置的控制逻辑，实现对加热器、循环水泵和电动阀门自动控制，同时控制器内还设有加热器保护机制，使低温装置在开启后可安全、稳定运行，不增加试验人员的工作负担。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为本发明一种用于低温试验的中冷器系统结构示意图；图2为本发明控制方法的流程示意图。
12.图中的附图标记说明：1、中冷器；101、中冷器出水口；102、中冷器进水口；2、循环水泵；3、水箱；4、热交换单元；5、法兰加热器；6、温度传感器；7、液位计；8、电动阀门；9、控制器。
具体实施方式
13.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.实施例：参见图1-2。
15.如图1所示，本发明一种用于低温试验的中冷器系统，包括中冷器1和与中冷器1前端连接的低温装置，所述中冷器1前端分别设置有中冷器回水口101和中冷器进水口102，所述低温装置包括循环水泵2、水箱3、和热交换单元4，所述中冷器回水口101、水箱3、热交换单元4、中冷器进水口102依次通过管道相连，并形成回路，所述循环水泵2安装于中冷器回水口101与管道连接处；
所述水箱3内部安装有法兰加热器5，顶部安装有温度传感器6，所述水箱3侧面安装有液位计7；所述热交换单元4前端通过循环管道与外循环水系统连接，所述热交换单元4前端回水口与循环管道连接处安装有电动阀门8。
16.还包括控制器9，所述控制器9分别与循环水泵2、法兰加热器5、温度传感器6、液位计7和电动阀门8电连接。
17.所述水箱3内装有防冻液，所述防冻液优选乙二醇。
18.工作原理：本发明低温装置的水箱3中加注有防冻液，能够在循环过程中替换中冷器1内的传热介质，使中冷器1内的传热介质在发动机进行低温试验时不会因温度低而结冰，以确保试验的正常进行；本发明通过在传统中冷器1前端增加低温装置，利用循环水泵2、加热器、热交换单元4与中冷器1进行交换散热，热交换单元4与外循环水交换散热，从而对低温环境下的防冻液进行加热，使发动机能够快速达到试验所需的进气温度；本发明的低温装置内设置有控制器9，控制器9与低温装置内的各控制部件相连，使得控制器9可通过对温度传感器6、液位计7的信号采集和内部预置的控制逻辑，实现对加热器、循环水泵2和电动阀门8自动控制，同时控制器1内还设有加热器保护机制，使低温装置在开启后可安全、稳定运行。
19.请参阅图2，下面对本发明一种用于低温试验的中冷器系统的控制方法和过程作进一步说明。
20.当发动机需要在低温条件下进行可靠性试验时，将低温装置连接至中冷器1前端后，启动循环水泵2和控制器9，并在控制器9中设定水箱3内部乙二醇防冻液的目标加热温度，使中冷器1与低温装置交换散热，确保中冷器1内的传热介质不会因环境温度过低而结冰，从而避免因中冷器1无法循环散热，导致发动机进气温度不受控制，试验因此无法继续进行的问题，所述低温装置的具体温度控制方法和过程如下：控制器9实时接收和识别来自温度传感器6采集的防冻液温度信号；在冷冻液温度较低时，控制器9控制法兰加热器5开启、电动阀门8关闭，系统关闭外循环水，并对水箱3内的冷冻液进行加热；在冷冻液温度较高时，控制器9控制法兰加热器5关闭、电动阀门8开启，系统停止对水箱3内的冷冻液进行加热，并开启外循环水；当冷冻液温度达到水箱3设定的目标温度时，控制器9控制法兰加热器5关闭、电动阀门8关闭，系统停止对水箱3内的冷冻液进行加热，并保持内循环。
21.进一步地，上述控制过程中，所述控制器9实时接收并识别来自液位计7采集的水箱3液位信号，当水箱3液位低于下限值时，控制器9立即关闭法兰加热器5，停止加热，待水箱3内液位回复到下限值以上后，再继续根据相应工况下的控制方法对法兰加热器5和电动阀门8的启闭进行控制。
22.综上所述，本发明以乙二醇防冻液替换传统的中冷器1传热介质（水），使中冷器1在发动机进行低温试验时其传热介质避免因温度低而结冰，导致试验无法进行，影响试验进程；同时还利用低温装置与外循环水和中冷器1的交换散热，实现对低温环境下的防冻液进行加热，使发动机能够快速达到试验所需的进气温度，有效缩短了试验的准备时间；本发明还设有控制器，控制器与低温装置内的各部件相连，使得控制器可通过对温度传感器、液
位计的信号采集和内部预置的控制逻辑，实现对加热器、循环水泵和电动阀门自动控制，控制器内还设有加热器保护机制，可使低温装置在开启后安全、稳定的运行，不增加试验人员的工作负担。
23.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。