发动机试验中空调压缩机加载装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机试验中空调压缩机加载装置，其通过与汽车空调压缩机的管路连接，可以实现制冷剂在流经冷凝器、储液罐及干燥器、膨胀阀、蒸发器、空调压缩机的过程中，能够正常实现高温高压气体转变为低温高压液体、制冷剂干燥存储、低温高压液体转变为低温低压液体、低温低压液体转变为低温低压气体、低温低压气体转变为高温高压气体的功能，从而可以在发动机试验过程中正常的、适时的对空调压缩机进行加载或者不加载，即模拟了整车运行状态下空调压缩机的工作状况，使得发动机试验过程更贴近整车运行时的实际状态。
【专利说明】发动机试验中空调压缩机加载装置
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车发动机测试装置，特别是一种发动机试验中空调压缩机加载装置。
【背景技术】
[0002]在汽车发动机领域，汽油发动机和柴油发动机在新机型开发、试验验证以及性能考核的过程中会涉及到很多的试验，这些发动机试验的目的是验证和考核发动机的各种性能。针对发动机单体的试验一般是在各类发动机试验台架上进行的，发动机试验台架的功能包括:①为发动机的正常运转提供各类硬件基础，如燃油供给系统、燃油温度控制系统、机油温度控制系统、发动机冷却液温度控制系统等试验台架具备发动机的转速、扭矩、油门等运转参数的自动控制功能，以实现对发动机的运转工况进行控制和调节采集发动机运转过程中的性能数据，用于分析发动机的特性。
[0003]目前，发动机在试验台架上的试验考核过程主要是针对发动机主体组件，例如:缸体考核、缸盖考核、前端轮系考核、喷油器考核等等。但一个完整的发动机除了主体组件外，还包括空调压缩机、助力转向泵、发电机等附件，在汽车整车状态下，这些附件(空调压缩机、助力转向泵、发电机等)会在特定的工况下消耗发动机的部分功率，例如:车内空调开启时，空调压缩机做功会消耗发动机的功率、车辆转向时助力转向泵驱动转向器的过程也会消耗发动机功率、发电机发出电能来带动车内用电器的过程也会消耗发动机的功率。但由于发动机试验台架并不具备这些附件(空调压缩机、助力转向泵、发电机等)的模拟加载功能，即空调压缩机、助力转向泵、发电机等附件无法在试验台架上实现做功的效果，因此空调压缩机、助力转向泵、发电机等附件在一般的发动机试验过程中均处于空转的状态，即这些附件始终不会做功、也不会消耗发动机的功率。但是，这些附件在发动机试验过程中始终空转的状态与整车运行状态下偶尔消耗发动机功率的状态并不匹配，导致发动机单体的试验脱离了整车的运行环境，对发动机单体与整车的匹配性考核产生不利影响。
[0004]在汽车发动机中一个比较重要的附件就是空调压缩机，空调压缩机是整车空调系统其功能得以实现的主要驱动部件。在空调系统制冷模式开启后，空调压缩机就会带动空调系统中的制冷剂在空调管路内循环，空调压缩机就会处于压缩制冷剂的工况，此时空调压缩机处于做功状态(负载状态)。
[0005]汽车用空调压缩机其自身带有一个电磁离合器，该电磁离合器固定在一个离合器皮带盘上，此离合器皮带盘由汽车发动机曲轴通过皮带驱动，使得离合器皮带盘随发动机一起运转。在整车运行状态下，空调压缩机电磁离合器未通电时，空调压缩机并不会压缩制冷剂，即处于空转状态，此时空调压缩机并不做功；电磁离合器在通电的状态下，离合器皮带盘靠电磁线圈的电磁力使得空调压缩机内部机构吸合，空调压缩机内部结构的变化，使得空调系统内的制冷剂在通过压缩机时由气态被压缩成液态，同时带动制冷剂在空调系统管路内循环，此时空调压缩机做功，即消耗发动机的部分功率。
[0006]目前的发动机试验台架并没有配置类似于空调系统的装置或设备组件，并不能对空调压缩机进行模拟加载，因此，空调压缩机在发动机试验过程中，电磁离合器是不通电的，即空调压缩机始终处于空转状态并不消耗发动机功率，如此一来则会使空调压缩机在整车制冷状态下所消耗的发动机功率无法在发动机试验中得到体现，这样会造成发动机单体的试验结果与发动机在整车运行的实际状态有所偏差，从而影响了发动机与整车之间的匹配性考核。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种发动机试验中空调压缩机加载装置，以达到发动机单体试验时可模拟整车内部空调压缩机运转状态的目的，同时可以自动或手动控制空调压缩机离合器的吸合或断开，另外通过调节冷凝器和蒸发器风扇转速等参数、更换制冷剂相关管路以及更换合适的干燥储液罐、膨胀阀等，也可实现多种型号的空调压缩机的匹配加载功能。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0009]一种发动机试验中空调压缩机加载装置，包括:
[0010]冷凝器和蒸发器；
[0011]制冷剂流入管，其一端与所述冷凝器相连通；
[0012]连接管，其一端与所述冷凝器相连通，另一端与所述蒸发器相连通；
[0013]制冷剂流出管，其一端与所述蒸发器相连通；
[0014]储液罐及干燥器，其设置在所述连接管上并与该连接管相连通；
[0015]膨胀阀，其设置在所述连接管上、位于所述储液罐及干燥器和所述蒸发器之间并与所述连接管相连通；
[0016]高压压力传感器，其设置在所述制冷剂流入管上；
[0017]低压压力传感器，其设置在所述制冷剂流出管上。
[0018]优选地，所述冷凝器、蒸发器、制冷剂流入管、连接管、制冷剂流出管、储液罐及干燥器、膨胀阀、高压压力传感器、低压压力传感器设置在箱体内，该箱体上设置有管路进口、管路出口和控制线束出口。
[0019]优选地，所述箱体内设置有用于安装所述冷凝器的第一安装座和用于安装所述蒸发器的第二安装座。
[0020]优选地，所述箱体的底部设置有脚轮。
[0021]优选地，所述冷凝器包括第一散热器和至少一个设置在所述第一散热器上的第一变频风扇。
[0022]优选地，所述第一散热器为翅片式散热器。
[0023]优选地，所述蒸发器包括第二散热器、设置在所述第二散热器上的加热器、以及设置在所述加热器上的第二变频风扇。
[0024]优选地，所述第二散热器为翅片式散热器。
[0025]优选地，所述加热器为翅片式电加热器。
[0026]优选地，所述连接管和制冷剂流出管上设置有管路接头。
[0027]本发明通过与汽车空调压缩机的管路以及离合器信号线束连接，可以实现手动或自动控制空调压缩机离合器吸合/断开，同时也可实现制冷剂在流经冷凝器、储液罐及干燥器、膨胀阀、蒸发器、空调压缩机的过程中，能够正常实现高温高压气体转变为低温高压液体、制冷剂干燥存储、低温高压液体转变为低温低压液体、低温低压液体转变为低温低压气体、低温低压气体转变为高温高压气体的功能。依靠控制系统的控制调节功能，从而可以在发动机试验过程中正常的、适时的控制空调压缩机离合器吸合或断开，从而使得空调压缩机进行加载或者不加载，即模拟了整车运行状态下空调压缩机的工作状况，使得发动机试验过程更贴近整车运行时的实际状态。同时，通过针对不同型号的空调压缩机制作相应的制冷剂管路以及选取相应的干燥储液罐膨胀阀等，来更换本发明的内部管路、干燥储液罐、膨胀阀，可达到管路与空调压缩机匹配目的，从而适应不同型号空调压缩机的加载。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明实施例一提供的发动机试验中空调压缩机加载装置的轴测图；
[0029]图2为本发明实施例二提供的发动机试验中空调压缩机加载装置的内部视图；
[0030]图3为本发明实施例二提供的发动机试验中空调压缩机加载装置的外部视图；
[0031]图4为本发明实施例提供的发动机试验中空调压缩机加载装置中冷凝器的轴测图；
[0032]图5为本发明实施例提供的发动机试验中空调压缩机加载装置中蒸发器的轴测图；
[0033]图6为本发明实施例提供的发动机试验中空调压缩机加载装置的控制原理图。
[0034]图1至图6中附图标记为:100冷凝器、101第一散热器、102第一变频风扇、200蒸发器、201第二散热器、202加热器、203第二变频风扇、300制冷剂流入管、400连接管、500制冷剂流出管、600储液罐及干燥器、700膨胀阀、800箱体、801管路进口、802管路出口、803第一安装座、804第二安装座、805脚轮、806控制线束出口、900管路接头、1000高压压力传感器、1100低压压力传感器、A工控机、B空调压缩机离合器。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明:
[0036]实施例一
[0037]—种发动机试验中空调压缩机加载装置，其用于汽车发动机试验过程中与汽车空调压缩机连接。如图1所示，包括:冷凝器100、蒸发器200、制冷剂流入管300、连接管400、制冷剂流出管500、储液罐及干燥器600、膨胀阀700、高压压力传感器1000、低压压力传感器 1100。
[0038]高压压力传感器1000设置在制冷剂流入管300的入口端，用于监测流入冷凝器100的气体气压。制冷剂流入管300的入口端与发动机试验中的空调压缩机制冷剂输出端通过管路相连通，制冷剂流入管300的出口端与冷凝器100相连通，空调压缩机将低温低压气体压缩成高温高压气体经制冷剂流入管300后流向冷凝器100，在冷凝器100中冷凝成低温高压液体。
[0039]连接管400的一端与冷凝器100相连通，另一端与蒸发器200连通，储液罐及干燥器600设置在连接管400上并与该连接管400相连通，膨胀阀700设置在连接管400上、位于储液罐及干燥器600和蒸发器200之间并与连接管400相连通。从冷凝器100流出的低温高压液体经连接管400流向储液罐及干燥器600，在储液罐及干燥器600中储存，干燥后变为低温低压液体，低温低压液体流经膨胀阀700后，经过膨胀阀700节流后成为低温低压湿蒸汽，然后低温低压湿蒸汽状态下的制冷剂在蒸发器200中吸收热量达到制冷效果。膨胀阀700通过蒸发器200末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器200面积利用不足和敲缸现象。
[0040]制冷剂流出管500的入口端与蒸发器200连通，制冷剂流出管500的出口端与发动机试验中的空调压缩机制冷剂吸入端连通，制冷剂在经过蒸发器200后经制冷剂流出管500流回空调压缩机，完成一次循环。低压压力传感器1100设置在制冷剂流出管500的出口端，用于监测蒸发器200流出的气体气压。
[0041]如图1所示，优选地，为了强化制冷效果，需要加大冷凝器100和蒸发器200之间的距离，当蒸发器200与空调压缩机的距离也较大时，可在连接管400和制冷剂流出管500上设置有管路接头900，将连接管400和制冷剂流出管500分成两段或几段，防止管路过长造成断裂。
[0042]如图1所示，优选地，各个管件之间和管路与冷凝器100、蒸发器200之间的接头均采用可拆卸的螺纹接头，在更换不同型号的空调压缩机后，如需重新匹配相应的管路，则只需将原管路相关接头拆解后更换为新管路即可，从而使本装置可与多种型号空调压缩机相匹配。
[0043]本装置与汽车空调压缩机的管路连接，可实现空调压缩机离合器的吸合或断开控制，同时可以实现制冷剂在流经冷凝器100、储液罐及干燥器600、膨胀阀700、蒸发器200、空调压缩机的过程中，能够正常实现高温高压气体转变为低温高压液体、制冷剂干燥存储、低温高压液体转变为低温低压液体、低温低压液体转变为低温低压气体、低温低压气体转变为高温高压气体的功能，从而可以在发动机试验过程中正常的、适时的对空调压缩机进行加载或者不加载，即模拟了整车运行状态下空调压缩机的工作状况，使得发动机试验过程更贴近整车运行时的实际状态。
[0044]实施例二
[0045]在实施例1基础之上，如图2所示，可将冷凝器100、蒸发器200、制冷剂流入管300、连接管400、制冷剂流出管500、储液罐及干燥器600、膨胀阀700、高压压力传感器1000、低压压力传感器1100等设置在箱体800内。如图3所示，该箱体800上设置有管路进口 801、管路出口 802以及控制线束出口 806，制冷剂流入管300从管路进口 801穿过，制冷剂流出管500从管路出口 802穿过，相关的电源线束、信号线束均通过控制线束出口 806穿过。使用箱体800的目的在于，为制冷剂的整个循环过程提供一个稳定可靠的环境，并确保了各个零部件的使用安全性。
[0046]如图2所示，进一步优选地，箱体800底部内侧设置有用于安装冷凝器100的第一安装座803和用于安装蒸发器200的第二安装座804，冷凝器100和蒸发器200分别固装在第一安装座803和第二安装座804上，使得冷凝器100和蒸发器200的连接更加稳固。
[0047]如图3所示，为了提高箱体800的移动性，优选地，可在箱体800的底部设置有脚轮805，脚轮805带有自锁装置，锁紧后可避免箱体自由移动。
[0048]在实施例一和实施例二中，冷凝器100优选如图4所示的结构，蒸发器200优选如图5所示的结构。
[0049]其中，冷凝器100包括第一散热器101和第一变频风扇102，该第一散热器101优选翅片式散热器。翅片式散热器结构简单，通过在普通的基管上加装翅片来达到强化传热的目的。两个第一变频风扇102并排设置在第一散热器101的一侧，达到将第一散热器101吸收的热量吹散的目的。优选变频风扇的目的在于可根据第一散热器101吸收的热量不同，通过变频器的调节来控制风扇的转速，即可满足降温的需求，又可节约用电。
[0050]蒸发器200优选如图5所示的结构，其包括第二散热器201、加热器202和第二变频风扇203。
[0051]第二散热器201优选翅片式散热器,其目的和第一散热器101优选翅片式散热器的目的相同。
[0052]加热器202优选翅片式电加热器，并设置在第二散热器201的一侧，翅片式电加热器可有效增加加热器散热面积降低表面温度，减小加热器体积，提高热效率，利用加热器可近似给蒸发器提供一个热风源，模拟整车状态下冷凝器与蒸发器之间的实际温差。
[0053]第二变频风扇203设置在加热器202的一侧，当第二散热器201温度过高时，第二变频风扇203将会启动，为第二散热器201降温。优选变频风扇的效果与第一变频风扇102的效果相同
[0054]冷凝器100和蒸发器200采用上述结构的空调压缩机加载装置，其电控系统原理，如图6所示:该电控系统包括一套工控机A(包含控制单元、电源模块、声光报警单元、信号采集模块、信号输出模块等)、显示器、第一变频风扇102(冷凝器风扇)和第二变频风扇203 (蒸发器风扇)、第一变频器、第二变频器、加热器202以及空调压缩机离合器B (如说明书【背景技术】中所述，汽车空调压缩机自带离合器)分别与工控机A连接。其中的控制单元具备智能分析控制的功能，目前选用基于Freescalel6位微控制器开发的主控单元,但并不限于此类控制单元。工控机A通过信号反馈输入、控制信号输出来实现对上述设备的控制。其中:高压压力传感器1000、低压压力传感器1100的压力模拟信号以及第一变频器、第二变频器的反馈信号均输入至控制单元中，经过控制单元的处理分析，可将必要的控制信号分别输入至声光报警单元、加热器、空调压缩机离合器、两变频器中，从而实现异常状态报警、加热器控制调节、空调压缩机吸合/断开、变频风扇运行机转速调节等功能，最终实现空调压缩机模拟加载功能的控制调节。
[0055]显示器用来显示空调压缩机离合器B离/合状态、高压压力传感器1000数值、低压压力传感器1100数值、第一变频风扇102参数、第二变频风扇203参数、加热器工作状态等，便于操作人员根据实际情况来对发动机试验中空调压缩机进行调节。
[0056]综上所述，本发明的内容并不局限在上述实施例中，本领域的技术人员可以根据本发明的指导思想轻易提出其它实施方式，这些实施方式都包括在本发明的范围之内。
【权利要求】
1.一种发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于，包括: 冷凝器(100)和蒸发器(200)； 制冷剂流入管(300)，其一端与所述冷凝器(100)相连通； 连接管(400)，其一端与所述冷凝器(100)相连通，另一端与所述蒸发器(200)相连通； 制冷剂流出管(500)，其一端与所述蒸发器(200)相连通； 储液罐及干燥器(600)，其设置在所述连接管(400)上并与该连接管(400)相连通； 膨胀阀(700)，其设置在所述连接管(400)上、位于所述储液罐及干燥器(600)和所述蒸发器(200)之间并与所述连接管(400)相连通； 高压压力传感器(1000)，其设置在所述制冷剂流入管(300)上； 低压压力传感器(1100)，其设置在所述制冷剂流出管(500)上。
2.根据权利要求1所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述冷凝器(100)、蒸发器(200)、制冷剂流入管(300)、连接管(400)、制冷剂流出管(500)、储液罐及干燥器(600)、膨胀阀(700)、高压压力传感器(1000)、低压压力传感器(1100)设置在箱体(800)内，该箱体(800) 上设置有管路进口 (801)、管路出口 (802)和控制线束出口 (806)。
3.根据权利要求2所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述箱体(800)内设置有用于安装所述冷凝器(100)的第一安装座(803)和用于安装所述蒸发器(200)的第二安装座(804)。
4.根据权利要求3所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述箱体(800)的底部设置有脚轮(805)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述冷凝器(100)包括第一散热器(101)和至少一个设置在所述第一散热器(101)上的第一变频风扇(102)。
6.根据权利要求5所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述第一散热器(101)为翅片式散热器。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述蒸发器(200)包括第二散热器(201)、设置在所述第二散热器(201)上的加热器(202)、以及设置在所述加热器(202)上的第二变频风扇(203)。
8.根据权利要求7所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述第二散热器(201)为翅片式散热器。
9.根据权利要求8所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述加热器(202)为翅片式电加热器。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机试验中空调压缩机加载装置，其特征在于:所述连接管(400)和制冷剂流出管(500)上设置有管路接头(900)。
【文档编号】G01M15/02GK104048829SQ201410321048
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】谢飞飞, 李自强, 陈玮, 宋长青, 王善强, 徐 明, 赵帅, 张申祥, 杨勇 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司