发动机增压中冷恒温装置制造方法
【专利摘要】本实用新型为一种发动机增压中冷恒温装置，包括发动机、发动机进气道、排气阀、压力控制阀、增压器、板式换热器、电加热器、循环水泵、外部冷却水入口和外部冷却水出口，其特征在于：还包括温控器、水空中冷换热器、发动机中冷后温度测量传感器、发动机中冷后压力测量传感器、发动机机油温度控制三通电磁调节阀、进气压力调节阀和发动机中冷前温度测量传感器，所述的温控器连接在发动机进气道后与发动机机油温度控制三通电磁调节阀之间的线路上，采用PID控制器控制发动机的进气温度，所述的水空中冷换热器连接在发动机进气道、进气压力调节阀后的线路上，还与增压器连接，增压器输出的高温空气，在水空中冷换热器中进行热交换，实现恒温调控。
【专利说明】发动机增压中冷恒温装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于对发动机增压后的空气进行加热及恒温的装置，特别是公开一种发动机增压中冷恒温装置，属于控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]发动机依靠燃料燃烧产生的热能做功，获得动力输出。为了增加发动机升功率，最有效的方案就是增加发动机进气量。为了达到这一目标，目前大部分柴油发动机在排气管中安装了废气涡轮，利用废气能量带动增压器对发动机进气进行增压。增压后的空气温度提高，需要进行冷却，进一步增加进气量。在发动机运行过程中通常采用自带的空空中冷器对增压后的空气进行冷却，冷却后的空气温度高低影响发动机最终进气量，从而影响发动机功率、油耗、排放等。为了对增压后发动机的性能进行评价及对增压有关的部件进行试验，要求试验过程中增压后的空气温度是可以控制的，控制精度越高，对发动机机油各部分参数的研究就越精确。在发动机进行性能开发时，通常采用水空中冷器模拟空空中冷器，既要控制发动机进气温度，同时也要控制进气压力。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了解决现有技术的问题，对发动机进行性能研究，提供一种发动机增压中冷恒温装置。本实用新型带有制冷和加热，可以精确控制发动机增压中冷温度，控制精度可达0.5度，从而对发动机各种性能参数的研究及改进提供必要的条件支持。
[0004]本实用新型是这样实现的:一种发动机增压中冷恒温装置，包括发动机、发动机进气道、排气阀、压力控制阀、增压器、板式换热器、电加热器、循环水泵、外部冷却水入口和外部冷却水出口，其特征在于:还包括温控器、水空中冷换热器、发动机中冷后温度测量传感器、发动机中冷后压力测量传感器、发动机机油温度控制三通电磁调节阀、进气压力调节阀和发动机中冷前温度测量传感器，所述的温控器连接在发动机进气道后与发动机机油温度控制三通电磁调节阀之间的线路上，采用PID控制器控制发动机的进气温度，所述的水空中冷换热器连接在发动机进气道、进气压力调节阀后的线路上，还与增压器连接，用于冷却水与增压空气之间的热交换；所述的发动机中冷后温度测量传感器连接在发动机进气道后的线路上，用于反馈测量到的发动机进气温度值，所述的发动机中冷后压力测量传感器连接在发动机进气道后的线路上，用于反馈测量到的发动机进气压力值，由所述增压器输出的高温空气，在水空中冷换热器中进行热交换，实现恒温调控，再通过进气压力调节阀后进入发动机进气道。所述的PID控制器采用浙江中控集团生产的C3900型号PID控制器。
[0005]所述的板式换热器连接在外部冷却水入口和外部冷却水出口端，用于冷热交换。所述的电加热器连接在板式换热器旁侧，用于对恒温装置中的水进行预加热。所述的循环水泵一端连接压力控制阀，另一端连接板式换热器和电加热器，用于给恒温装置中提供循环冷却水。
[0006]发动机增压中冷恒温装置中加注足够的冷却水，开启循环水泵，冷却水分别进入板式换热器和电加热器，由发动机机油温度控制三通电磁根据温控器中设定的控制参数及发动机中冷后温度测量传感器反馈的测量到的温度值控制冷热水比例，从而实现精确控制进气温度。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]1、无论是在变工况，还是在稳态工况，温控精度都可以达到±0.5 °C (发动机进油温度，或油底壳温度);
[0009]2、温度控制范围是可以根据需要设定的；
[0010]3、设计有电加热器，可以保证无论何种负荷，增压后的温度都是可以控制的，以便设定不同工作状况；
[0011]4、本实用新型采用间接加热法，即通过加热冷却液(即冷却水)，再通过水空中冷换热器来加热空气；
[0012]5、发动机机油温度控制三通电磁调节阀采用PID控制器，通过调节冷却水流量来达到温控指标，有最佳响应速度，不会出现超调和振荡现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型发动机增压中冷恒温装置各部件连接关系示意图。
[0014]图中:1、排气阀；2、压力控制阀；3、膨胀水箱；4、发动机机油温度控制三通电磁调节阀；5、温控器；6、水空中冷换热器；7、进气压力调节阀；8、发动机中冷后温度测量传感器；9、发动机中冷后压力测量传感器；10、发动机进气道；11、发动机中冷前温度测量传感器；12、增压器；13、外部冷却水入口； 14、外部冷却水出口； 15、自力式温度控制阀；16、板式换热器；17、电加热器；18、循环水泵。
【具体实施方式】
[0015]根据附图，本实用新型一种发动机增压中冷恒温装置，包括发动机、发动机进气道10、排气阀1、压力控制阀2、增压器12、板式换热器16、电加热器17、循环水泵18、外部冷却水入口 13、外部冷却水出口 14、温控器5、水空中冷换热器6、发动机中冷后温度测量传感器
8、发动机中冷后压力测量传感器9、发动机机油温度控制三通电磁调节阀4、进气压力调节阀7和发动机中冷前温度测量传感器11。温控器5连接在发动机进气道10后与发动机机油温度控制三通电磁调节阀4之间的线路上，采用PID控制器控制发动机的进气温度。水空中冷换热器6连接在发动机进气道10、进气压力调节阀7后的线路上，还与增压器12连接，用于冷却水与增压空气之间的热交换。发动机中冷后温度测量传感器8连接在发动机进气道10后的线路上，用于反馈测量到的发动机进气温度值。发动机中冷后压力测量传感器9连接在发动机进气道10后的线路上，用于反馈测量到的发动机进气压力值，由增压器12输出的高温空气，在水空中冷换热器6中进行热交换，实现恒温调控，然后再通过进气压力调节阀7后进入发动机进气道10。所述的PID控制器采用浙江中控集团生产的C3900型号PID控制器。
[0016]板式换热器16连接在外部冷却水入口 13和外部冷却水出口 14端，用于冷热交换。电加热器17连接在板式换热器16旁侧，用于对恒温装置中的水进行预加热。循环水泵18 —端连接压力控制阀2，另一端连接板式换热器16和电加热器17，用于给恒温装置中提供循环冷却水。
[0017]本实用新型发动机增压中冷恒温装置的外部冷却水入口 13接外界供给的冷却用的水，一般为开式或闭式冷却水塔供给过来的水。当要求控制发动机机油温度较低时，也可以供应更低温的水，如冷冻水等。外部冷却水出口 14接外界冷却用的水的回水管，回到开式或闭式冷却水塔，或低温冷水机组。连接发动机进气道10，用于发动机进气。
[0018]排气阀I用于自动排除装置中的空气。压力控制阀2用于控制系统中的压力，当压力大于设定值时，排气阀自动打开排出一定的液体，排气压力可以设定，所述的膨胀水箱3用于给装置中的水份提供受热后膨胀的空间。发动机机油温度控制三通电磁调节阀4，通过控制冷水及热水的比例，最终控制发动机进出水温度。温控器5，采用PID控制器控制发动机进气温度。水空中冷换热器6，用于冷却液与增压空气之间进行热交换。进气压力调节阀7，用于对发动机进气压力进行调节控制。发动机中冷后温度测量传感器8，用于反馈控制发动机进气温度。发动机中冷后压力测量传感器9，用于测量发动机进气压力。发动机进气道10，是发动机中的一部分，增压中冷后的进气通过它进入发动机气缸。发动机中冷前温度测量传感器11，用于测量发动机增压后的温度。增压器12，为发动机中的一个部件，用于引入增压后的高温空气。外部冷却水入口 13，用于接外部冷却水。外部冷却水出口 14，用于接外部冷却水回水管。自力式温度控制阀15，可以自动根据温度大小控制阀门开口，可以节约外部供水量。板式换热器16，用于冷热交换。电加热器17，可以对装置中的水进行预加热。循环水泵18，用于提供冷却液水循环，克服装置所带来的附加阻力。
[0019]本实用新型发动机增压中冷恒温装置工作过程如下:
[0020]系统中加注足够的冷却液(即冷却水)，循环水泵18开启，分别进入板式换热器
16、电加热器17，发动机机油温度控制三通电磁调节阀4精确控制冷热水比例，PID控制器的参数在温控器5中设定，由发动机中冷后温度测量传感器8测量温度值并做为反馈量，从而达到精确控制进气温度。从发动机机油温度控制三通电磁调节阀4出来的冷却液通过水空中冷换热器6对增压空气进行恒温调控。水空中冷换热器6的空气侧，由发动机的增压器12输出的高温空气，在水空中冷换热器6中进行恒温调控，再通过进气压力调节阀7后进入发动机进气道10。
【权利要求】
1.一种发动机增压中冷恒温装置，包括发动机、发动机进气道、排气阀、压力控制阀、增压器、板式换热器、电加热器、循环水泵、外部冷却水入口和外部冷却水出口，其特征在于:还包括温控器、水空中冷换热器、发动机中冷后温度测量传感器、发动机中冷后压力测量传感器、发动机机油温度控制三通电磁调节阀、进气压力调节阀和发动机中冷前温度测量传感器，所述的温控器连接在发动机进气道后与发动机机油温度控制三通电磁调节阀之间的线路上，采用PID控制器控制发动机的进气温度，所述的水空中冷换热器连接在发动机进气道、进气压力调节阀后的线路上，还与增压器连接，用于冷却水与增压空气之间的热交换；所述的发动机中冷后温度测量传感器连接在发动机进气道后的线路上，用于反馈测量到的发动机进气温度值，所述的发动机中冷后压力测量传感器连接在发动机进气道后的线路上，用于反馈测量到的发动机进气压力值，由所述增压器输出的高温空气，在水空中冷换热器中进行热交换，实现恒温调控，再通过进气压力调节阀后进入发动机进气道。
2.根据权利要求1所述的发动机增压中冷恒温装置，其特征在于:所述的板式换热器连接在外部冷却水入口和外部冷却水出口端，用于冷热交换。
3.根据权利要求1所述的发动机增压中冷恒温装置，其特征在于:所述的电加热器连接在板式换热器旁侧，用于对恒温装置中的水进行预加热。
4.根据权利要求1所述的发动机增压中冷恒温装置，其特征在于:所述的循环水泵一端连接压力控制阀，另一端连接板式换热器和电加热器，用于给恒温装置中提供循环冷却水。
5.根据权利要求1?4中任意一项所述的发动机增压中冷恒温装置，其特征在于:发动机增压中冷恒温装置中加注足够的冷却水，开启循环水泵，冷却水分别进入板式换热器和电加热器，由发动机机油温度控制三通电磁根据温控器中设定的控制参数及发动机中冷后温度测量传感器反馈的测量到的温度值控制冷热水比例，从而实现精确控制进气温度。
【文档编号】F02M31/04GK204212847SQ201420629398
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】梁桂森 申请人:上海同圆发动机测试设备有限公司