专利名称：一种用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可以同时满足内燃机换热器耐压力脉冲交变循环试验与耐 热冲击试验使用的试验装置，尤其涉及一种用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试
验台o
背景技术：
目前，内燃机换热器一般包括板翅式机油冷却器、管壳式机油冷却器、水散热器、 机油散热器及增压空气冷却器等元件，由于其各个元件性能及其制造材料不同，造成了对 各个元件单独进行耐压力脉冲交变循环试验，而且大部分是一个试验台一次只做一件产 品，同理，对各个元件的耐热冲击试验台也是单独进行的，一次只做一件产品，导致了试验 台单独摆放，呈松散性布局，试验台的试验效率较低，浪费了大量的资源，满足不了生产的 需要。由于实验室占用的空间较大，现有技术中为了提高试验效率，一般采用大量增加试验 台的做法，这样形成了人力物力更大的浪费。由此可见，现有技术有待于更进一步的改进和 发展。
实用新型内容本实用新型为解决上述现有技术中的缺陷提供了一种用于测试内燃机换热器耐 压力与耐热冲击的试验台，整合现有技术中耐压力脉冲交变循环试验台和耐热冲击试验 台，对其进行科学合理的改进，提高其试验效率，降低能耗。为解决上述技术问题，本实用新型方案包括一种用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台，其包括热恒温箱、冷恒 温箱、耐压力测试端和耐热冲击测试端，其中，热恒温箱设置有热回流管路、高压热出流管 路和能控制试验介质流量的低压热出流管路，热恒温箱通过热回流管路、高压热出流管路 跟耐压力测试端相连通，冷恒温箱设置有冷回流管路和冷出流管路，冷恒温箱通过冷回流 管路、冷出流管路跟耐热冲击测试端相连通；低压热出流管路与耐热冲击测试端相连通，热 回流管路与耐热冲击测试端相连通，热回流管路与耐热冲击测试端之间设置有控制阀。所述的试验台，其中，上述低压热出流管路上顺序设置有低压间阀、热低压泵、低 压稳压罐、低压现场压力表、热流量计和热低压电磁阀，低压热出流管路上还设置有低压手 调回流管路，低压手调回流管路上设置有低压手调回流阀，低压手调回流管路一端连通在 热低压间阀与热低压泵之间的低压出流管路上，另一端连通在热低压泵与低压稳压罐之间 的低压出流管路上。所述的试验台，其中，上述耐压力测试端包括至少两个热回流口和两个热出流口， 热回流口和热出流口的数量相对应，热回流口与热回流管路相连通，热出流口与高压热出 流管路相连通，热回流口与热出流口通过被测件相连通；耐热冲击测试端至少包括一个冷 回流口和一个冷出流口，冷回流口和冷出流口的数量相对应，冷回流口分别与冷回流管路、 热回流管路相连通，冷出流口分别与冷出流管路、低压热出流管路相连通，冷回流口与冷出
4流口通过被测试件相连通。所述的试验台，其中，上述高压热出流管路上顺序设置有高压间阀、热高压泵、高 压稳压罐和高压现场压力表，高压热出流管路上还设置有高压手调回流管路，高压手调回 流管路上设置有高压手调回流阀，高压手调回流管路一端连通在高压间阀与热高压泵之间 的高压热出流管路上，另一端连通在热高压泵与高压稳压罐之间的高压热出流管路上。所述的试验台，其中，上述高压热出流管路上设置有与热出流口一一对应的高压 热出流支路，高压热出流支路上分别设置有热出流高压电磁阀，热出流高压电磁阀与对应 热出流口之间的管路上设置有热压力变送器；热回流管路上设置有跟热回流口以及冷回流 口一一对应的热回流支路，与热回流口对应的热回流支路上设置有回流高压电磁阀，与冷 回流口对应的热回流支路上设置有控制阀。所述的试验台，其中，上述冷回流管路上设置有第一冷低压电磁阀；冷出流管路上 顺序设置有冷循环泵、冷流量计和第二冷低压电磁阀，冷出流管路上还设置有冷手调回流 管路，冷手调回流管路上设置有冷手调回流阀，冷手调回流管路一端连通在冷恒温箱与冷 循环泵之间的冷回流管路上，另一端连通在冷循环泵与冷流量计之间的冷回流管路上。 所述的试验台，其中，上述耐压力测试端和耐热冲击测试端分别设置在测试槽内， 测试槽的底部设置有不锈钢支撑网，测试槽的上部设置有有机玻璃盖，有机玻璃盖与测试 槽之间设置有气弹簧，气弹簧固定在测试槽的槽壁上。所述的试验台，其中，上述一个热回流口和一个热出流口或者一个冷回流口和一 个冷出流口为一个测试单元，相邻测试单元之间设置有间隔板。所述的试验台，其中，上述用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台还 包括用于控制热恒温箱和冷恒温箱运行的可编程逻辑控制器。本实用新型提供了一种用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台，将耐 压力脉冲交变循环试验台和耐热冲击试验台整合为一个试验台，并对其连接管路采用科学 合理的紧凑布置，节省了其占用空间，并且通过该试验台可以对内燃机换热器成品同时进 行两项试验，即耐久压力脉冲试验和耐疲劳热冲击试验，以考核换热器在模拟工作环境条 件下综合强度性能，通过试验能测试出换热器结构设计强度，各零件强度设计要求，焊缝强 度要求等，提高了其试验效率，并且本实用新型跟现有技术中的试验台相比较，其完成两项 试验的过程中节省了一个热恒温箱，提高了其试验介质的利用率，降低了试验过程中的能 耗。另外，其设置多个测试单元，可以同时测试多个元件的性能参数或测试一个元件多个性 能参数，并通过计算机软件自动形成试验结果报告，更进一步提高了其试验效率。
图1是本实用新型中试验台的外部布局结构示意图；图2是本实用新型中试验台内部的具体布局结构示意图；图3是本实用新型中测试槽的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台，为了 使本实用新型的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合附图与实施例，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型提供了一种用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台，通过 科学合理的管路布局，将耐压力脉冲交变循环试验台和耐热冲击试验台整合为一个试验 台，提高了其试验效率，降低了其进行试验时的能耗，方便了试验人员操作。如图1与图2 所示的，用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台包括热恒温箱1、冷恒温箱2、 耐压力测试端61和耐热冲击测试端62，热恒温箱1设置有热回流管路3、高压热出流管路4 和能控制试验介质流量的低压热出流管路5，热恒温箱1通过热回流管路3、高压热出流管 路4跟耐压力测试端61相连通，冷恒温箱2设置有冷回流管路6和冷出流管路7，冷恒温箱 2通过冷回流管路6、冷出流管路7跟耐热冲击测试端62相连通；低压热出流管路5与耐热 冲击测试端62相连通，热回流管路3与耐热冲击测试端62相连通，热回流管路3与耐热冲 击测试端62之间设置有控制阀8。由此可见，在热恒温箱增设一低压热出流管路与耐热冲 击测试端62相连通，同时耐热冲击测试端62与热回流管路相连通，将耐压力测试端61与 耐热冲击测试端62整合到同一个试验台上，方便了试验人员的操作，能够同时测试多个元 件的性能参数或测试一个元件多个性能参数，提高了其试验效率，降低了其进行试验时的 能耗。根据上述的用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台，下面对其进行更 加详尽的描述，如图2与图3所示的，在热恒温箱1上设置有高液位开关9、低液位开关10 和电加热器11，并在热恒温箱1内填充乙二醇-水各50%的防冻液等试验介质，向热回流 管路3、高压热出流管路4和低压热出流管路5提供输出，冷恒温箱2上设置有高液位开关 58、低液位开关59和制冷压缩机60 ；低压热出流管路5上顺序设置有低压间阀12、热低压 泵13、低压稳压罐14、低压现场压力表15、热流量计16和热低压电磁阀17，低压稳压罐14 上设置有安全阀，低压热出流管路5上还设置有低压手调回流管路18，低压手调回流管路 18上设置有低压手调回流阀19，低压手调回流管路18 —端连通在热低压间阀12与热低压 泵13之间的低压出流管路5上，另一端连通在热低压泵13与低压稳压罐14之间的低压出 流管路上，调整低压出流管路5内试验介质的压力。耐压力测试端61至少包括热回流口 20、 热回流口 21以及热出流口 22、热出流口 23，热回流口和热出流口的数量相对应，热回流口 20、热回流口 21分别与热回流管路3相连通，热出流口 22、热出流口 23分别与高压热出流 管路4相连通，热回流口与热出流口通过被测件相连通；耐热冲击测试端62至少包括冷回 流口 24和冷出流口 25，冷回流口和冷出流口的数量相对应，冷回流口 24分别与冷回流管路 6、热回流管路3相连通，冷出流口 25分别与冷出流管路7、低压热出流管路5相连通，冷回 流口与冷出流口通过被测试件相连通，通过管路的合理布置实现了耐压力测试端61与耐 热冲击测试端62的整合。高压热出流管路4上顺序设置有高压间阀26、热高压泵27、高压 稳压罐28和高压现场压力表29，高压现场压力表29上设置有安全阀，高压热出流管路4上 还设置有高压手调回流管路30，高压手调回流管路30上设置有高压手调回流阀31，高压手 调回流管路30 —端连通在高压间阀26与热高压泵之27间的高压热出流管路4上，另一端 连通在热高压泵27与高压稳压罐28之间的高压热出流管路4上，保证了向耐压力测试端 61提供足够的试验介质。高压热出流管路4上还设置有与热出流口 22、热出流口 23—一 对应的高压热出流支路32、高压热出流支路33，高压热出流支路32上设置有热出流高压电 磁阀34，热出流高压电磁阀34与热出流口 22之间的高压热出流支路32上设置有热压力变送器36，高压热出流支路33上设置有热出流高压电磁阀35，热出流高压电磁阀35与热 出流口 23之间的高压热出流支路33上设置有热压力变送器37 ；热回流管路3上还设置有 跟热回流口 20、热回流口 21以及冷回流口 24—一对应的热回流支路38、热回流支路39以 及热回流支路40，热回流支路38上设置有回流高压电磁阀41，热回流支路39上设置有回 流高压电磁阀42，控制阀8设置在热回流支路40上。冷回流管路6上设置有第一冷低压电 磁阀43 ；冷出流管路7上顺序设置有冷循环泵44、冷流量计45和第二冷低压电磁阀46，冷 出流管路7上还设置有冷手调回流管路47，冷手调回流管路47上设置有冷手调回流阀48， 冷手调回流管路47 —端连通在冷恒温箱2与冷循环泵44之间的冷回流管路7上，另一端 连通在冷循环泵44与冷流量计45之间的冷回流管路7上，冷出流管路7与低压出流管路 5通过冷出流支路49与冷出流口 25相连通，在冷出流支路49上设置有冷压力发送器50， 实现了冷出流口 25冷、热试验介质的切换。如图3所示的，耐压力测试端61和耐热冲击测 试端62分别设置有测试槽51，测试槽51内设置有分别与上述出流口、回流口相连通的高 压金属软管63，被测试件分别连接到相应的高压金属软管63进行相应试验，测试槽51的 底部设置有不锈钢支撑网52，测试槽51的上部设置有有机玻璃盖53，有机玻璃盖53与测 试槽51之间设置有气弹簧54，气弹簧54固定在测试槽51的槽壁上，可以设定一个热回流 口和一个热出流口或者一个冷回流口和一个冷出流口为一个测试单元，相邻测试单元之间 设置有间隔板，将各个被测试件分别连接到相应的测试单元内，方便了试验人员操作。如图 1所示的，尤其是本实用新型还设置有电控柜55，电控柜55上设置用于控制热恒温箱和冷 恒温箱运行的可编程逻辑控制器，当然可编程逻辑控制器也可以采用相关型号的计算机56 代替，以及与可编程逻辑控制器通信连接的触摸屏57，从而实现了自动化控制，自动形成试 验结果报告，提高了其试验效率。本实用新型进行耐压力脉冲性能测试时，将热回流管路3、 热出流管路4以及耐压力测试端61上的相关闸阀打开即可；进行耐热冲击测试端62时， 根据需要打开热低压电磁阀17、控制阀8以及相关闸阀，关闭第二冷低压电磁阀46、第一冷 低压电磁阀43，或者打开第二冷低压电磁阀46、第一冷低压电磁阀43以及相关闸阀，关闭 热低压电磁阀17、控制阀8，实现了冷、热试验介质的切换，完成耐热冲击测试。通过上述描 述可知，本实用新型通过管路科学合理的布置，将耐压力脉冲交变循环试验台和耐热冲击 试验台整合为一个试验台，可以同时测试多个元件的性能参数或测试一个元件多个性能参 数，并通过计算机软件自动形成试验结果报告，更进一步提高了其试验效率，降低了其进行 试验时的能耗。本实用新型的测试条件及试验介质基本如下所述试验介质选用乙二醇_水各50 %的防冻液；冷恒温箱安装有压缩机及配套制冷设 备，热恒温箱安装有电加热器及配套控制并设定温度的加热设备，冷恒温箱与热恒温箱均 配备有液位报警控制机构，冷箱温度控制设定温度范围为-10°C 30°C;热箱温度控制设定 温度范围为90°C 130°C。考虑到压力变化范围比较大，所以本实用新型采用二级变压来 实现，即将板翅式机油冷却器、管壳式机油冷却器、机油散热器三种产品的压力列为高压部 分，水散热器、机油散热器、增压空气冷却器及热冲击试验时的压力列为低压部分，所以采 用高、低两路加压泵进行加压并调节设定压力，其通过热高压泵与热低压泵来实现，高压压 力控制设定范围为0 1600KPa ；低压压力控制设定范围为0 400KPa。采用本实用新型分别对板翅式机油冷却器、管壳式机油冷却器、水散热器、机油散热器及增压空气冷却器等元件进行耐压力脉冲交变循环测试和耐热冲击测试，对其各个元 件的测试条件分列如下板翅式机油冷却器耐压力脉冲性能测试对板翅式机油冷却器施加脉冲压力，脉冲波谷压力不大于 50KPa，波峰压力不小于1500KPa，脉冲频率为1Hz，冷却器经5 X 104次压力循环后，不允许 出现泄漏和零件损坏。耐热冲击性能测试板翅式机油冷却器经3000次120°C— 20°C— 120°C温度交变 循环后，不允许出现泄漏和零件损坏。管壳式机油冷却器耐压力脉冲性能测试管壳式机油冷却器的油腔充满试验介质，试验介质温度为 95°C 士 1°C，介质压力应进行循环变化，即从零上升到500KPa，经保持后从500KPa下降至 零，上升、保持、下降各占2s，即6s时间为1个循环，共进行3X 104次循环后，不允许出现泄 漏、脱焊和零件损坏。水散热器耐压力脉冲性能测试对水散热器内腔施加从25KPa以下上升到150Kpa的交变压 力，压力交变周期为Is 6s，散热器经3 X 104次压力循环后，不允许出现泄漏、脱焊和零件 损坏。耐热冲击性能水散热器的冷却器经3000次95°C— 10°C— 95°C温度交变循环 后，不允许出现泄漏和零件损坏。机油散热器耐压力脉冲性能测试对机油散热器内腔施加从25KPa以下上升到800Kpa的交变 压力，压力交变周期为Is 6s，散热器经3 X 104次压力循环后，不允许出现泄漏、脱焊和零 件损坏。耐热冲击性能测试冷却器经3000次120°C— 20°C— 120°C温度交变循环后，不 允许出现泄漏和零件损坏。增压空气冷却器(中冷器)耐压力脉冲性能测试对中冷器热空气腔施加从50KPa以下上升到350Kpa的交变 压力，压力交变周期为Is 6s，中冷器经2X 104次压力循环后，不允许出现泄漏和变形现象。耐热冲击性能测试中冷器经3000次170°C— 20°C— 170°C温度交变循环后，不 允许出现泄漏和零件损坏。耐压力脉冲性能测试的参数测量精度要求如下压力测量误差不大于2. 5% ；压力交变周期或频率测量误差不大于；压力脉冲计数误差不大于0. 5%、脉冲次数累计误差不大于30个脉冲；试验介质温度测量误差不大于1 %。耐热冲击性能试验的参数测量精度要求如下试验介质或试验件温度测量误差不大于2.5%;试验介质流量测量误差不大于2. 5% ；[0046]温度交变周期或频率测量误差不大于1 % ；温度交变次数计数误差不大于0. 5%，次数累计误差不大于10次。将板翅式机油冷却器、管壳式机油冷却器、水散热器、机油散热器及增压空气冷却 器进行耐压力脉冲性能测试和耐热冲击性能测试的数据进行整理如表1所示。表 1 从上分析表可以看出，列出的五种产品按温度要求范围为5°C 125°C (由于温度 高达170°C，普通介质无法满足，所以将中冷器的热冲击试验排除)，压力要求范围为0 1500Kpa，压力交变周期或频率为Is 6s，计数最大为5X104次，由此可见，本实用新型的 试验台完全能够实现上述试验流程，提高了其试验效率，降低了其进行试验时的能耗，方便 了试验人员的操作。应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本 实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离 本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，这些均 落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求一种用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台，其包括热恒温箱、冷恒温箱、耐压力测试端和耐热冲击测试端，其特征在于热恒温箱设置有热回流管路、高压热出流管路和能控制试验介质流量的低压热出流管路，热恒温箱通过热回流管路、高压热出流管路跟耐压力测试端相连通，冷恒温箱设置有冷回流管路和冷出流管路，冷恒温箱通过冷回流管路、冷出流管路跟耐热冲击测试端相连通；低压热出流管路与耐热冲击测试端相连通，热回流管路与耐热冲击测试端相连通，热回流管路与耐热冲击测试端之间设置有控制阀。
2.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于上述低压热出流管路上顺序设置有低 压闸阀、热低压泵、低压稳压罐、低压现场压力表、热流量计和热低压电磁阀，低压热出流管 路上还设置有低压手调回流管路，低压手调回流管路上设置有低压手调回流阀，低压手调 回流管路一端连通在热低压间阀与热低压泵之间的低压出流管路上，另一端连通在热低压 泵与低压稳压罐之间的低压出流管路上。
3.根据权利要求1或2所述的试验台，其特征在于上述耐压力测试端包括至少两个 热回流口和两个热出流口，热回流口和热出流口的数量相对应，热回流口与热回流管路相 连通，热出流口与高压热出流管路相连通，热回流口与热出流口通过被测件相连通；耐热冲 击测试端至少包括一个冷回流口和一个冷出流口，冷回流口和冷出流口的数量相对应，冷 回流口分别与冷回流管路、热回流管路相连通，冷出流口分别与冷出流管路、低压热出流管 路相连通，冷回流口与冷出流口通过被测试件相连通。
4.根据权利要求3所述的试验台，其特征在于上述高压热出流管路上顺序设置有高 压闸阀、热高压泵、高压稳压罐和高压现场压力表，高压热出流管路上还设置有高压手调回 流管路，高压手调回流管路上设置有高压手调回流阀，高压手调回流管路一端连通在高压 闸阀与热高压泵之间的高压热出流管路上，另一端连通在热高压泵与高压稳压罐之间的高 压热出流管路上。
5.根据权利要求4所述的试验台，其特征在于上述高压热出流管路上设置有与热出 流口一一对应的高压热出流支路，高压热出流支路上分别设置有热出流高压电磁阀，热出 流高压电磁阀与对应热出流口之间的管路上设置有热压力变送器；热回流管路上设置有跟 热回流口以及冷回流口一一对应的热回流支路，与热回流口对应的热回流支路上设置有回 流高压电磁阀，与冷回流口对应的热回流支路上设置有控制阀。
6.根据权利要求5所述的试验台，其特征在于上述冷回流管路上设置有第一冷低压 电磁阀；冷出流管路上顺序设置有冷循环泵、冷流量计和第二冷低压电磁阀，冷出流管路上 还设置有冷手调回流管路，冷手调回流管路上设置有冷手调回流阀，冷手调回流管路一端 连通在冷恒温箱与冷循环泵之间的冷回流管路上，另一端连通在冷循环泵与冷流量计之间 的冷回流管路上。
7.根据权利要求6所述的试验台，其特征在于上述耐压力测试端和耐热冲击测试端 分别设置在测试槽内，测试槽的底部设置有不锈钢支撑网，测试槽的上部设置有有机玻璃 盖，有机玻璃盖与测试槽之间设置有气弹簧，气弹簧固定在测试槽的槽壁上。
8.根据权利要求7所述的试验台，其特征在于上述一个热回流口和一个热出流口或 者一个冷回流口和一个冷出流口为一个测试单元，相邻测试单元之间设置有间隔板。
9.根据权利要求8所述的试验台，其特征在于上述用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台还包括用于控制热恒温箱和冷恒温箱运行的可编程逻辑控制器。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测试内燃机换热器耐压力与耐热冲击的试验台，其包括热恒温箱、冷恒温箱、耐压力测试端和耐热冲击测试端，热恒温箱设置有热回流管路、高压热出流管路和能控制试验介质流量的低压热出流管路，热恒温箱通过热回流管路、高压热出流管路跟耐压力测试端相连通，冷恒温箱设置有冷回流管路和冷出流管路，冷恒温箱通过冷回流管路、冷出流管路跟耐热冲击测试端相连通；低压热出流管路与耐热冲击测试端相连通，热回流管路与耐热冲击测试端相连通，热回流管路与耐热冲击测试端之间设置有控制阀。本实用新型将耐压力脉冲交变循环试验台和耐热冲击试验台整合为一个试验台，提高了其试验效率，降低了其进行试验时的能耗。
文档编号G01M99/00GK201607337SQ20102010272
公开日2010年10月13日 申请日期2010年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者刘广宏 申请人:刘广宏