一种冷却液温控系统的制作方法

本发明涉及发动机性能测试技术领域，尤其是涉及一种冷却液温控系统。

背景技术：

在发动机试验过程中，经常需要模拟整车状况以及各种复杂试验条件进行试验控制。在发动机试验中，发动机循环水的控制准确性直接关系到发动机能否能够正常试验及运作。因此，在发动机试验过程中，对于冷却液的温度控制有明确的要求。而发动机试验需要对不同排量和功率的发动机进行测试，那么对于冷却液的换热量需求也相差很大。而现有的冷却液温控系统设备在某一换热量范围内具有较好的温控效果，但是超过该换热量范围之外的就无法控制准确的精度。

现有的用于发动机试验测试所使用的冷却液温控系统很难兼容到不同换热量需求的发动机中使用，无法保证不同换热量需求的发动机在同一套冷却液温控系统中进行测试都能够具有准确的控制精度。而为了能够让冷却液温控系统在更加宽的换热量范围内获得更好的控制精度，达到更好的控制效果，会在冷却液温控系统中设计更加先进的控制器，并在控制方法和策略上改进。例如，在冷却液温控系统上设置阀口，通过阀口调节进入换热器的冷却水的流量以实现换热器的换热量可变的目的。但是在整个冷却液温控系统中进入换热器处的阀口所开设的位置不好测量和记录，因此需要经验丰富的操作人员调节该阀口才能够达到较好的控制效果。当不同的人员操作阀口开度调节时，系统的冷却液换热效果相差较大，无法保证试验效果的一致性。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决用于发动机试验测试所使用的冷却液温控系统很难兼容到不同换热量需求的发动机中使用，导致控制精度无法保证的缺点，提供一种冷却液温控系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种冷却液温控系统，用于发动机测试实验中使用，所述发动机上设置有可供冷却液进出的出液管和进液管，包括连接于所述出液管上的管道泵和提供所述冷却液补给的膨胀水箱、连接于所述进液管上的比例阀以及设置于所述管道泵与所述比例阀之间的冷却液循环系统，所述冷却液循环系统包括相互并联设置的第一冷却液循环系统和第二冷却液循环系统，所述第一冷却液循环系统为设置于所述管道泵与所述比例阀之间的第一冷却液管道，所述第二冷却液循环系统包括与所述管道泵连通的第一管道、与所述比例阀连通的第二管道，并联于所述第一管道和所述第二管道之间的至少两个换热器以及串联于所述两个换热器上的外部冷却水循环系统。

进一步地，所述冷却液温控系统还包括设置于所述管道泵与所述冷却液循环系统之间的可用于加热所述冷却液温度的加热筒。

具体地，所述加热筒包括容纳所述冷却液的筒体、设置于所述筒体上加热管和温度传感器，所述筒体的顶部设置有可供所述加热管插入所述筒体内部的开口，于所述筒体内设置有套设于所述加热管外部的挡液环，所述挡液环包括由所述筒体的内壁朝向所述筒体的中心延伸的第一挡液圈以及由所述第一挡液圈朝向所述开口处延伸的第二挡液圈，所述筒体的侧面设置有位于所述第一挡液圈的上方出液口以及位于所述第一挡液圈的下方的进液口和温度传感器安装口。

进一步地，所述第二冷却液循环系统还包括设置于所述换热器与所述第一管道之间的第一控制开关。

具体地，所述第二冷却液循环系统包括并联设置的第一换热器和第二换热器，所述第一换热器与所述第一管道连通，所述第二换热器与所述第一管道之间设置有所述第一控制开关。

进一步地，所述第二冷却液循环系统还包括并联于所述第二管道的放水管和设置于所述放水管上的放水控制开关。

进一步地，所述冷却液温控系统还包括用以调节所述冷却液温控系统管道中流量和压力的外部冷却液循环系统，所述外部冷却液循环系统包括连接于所述出液管和所述进液管之间的外冷却液循环管道以及设置于所述外冷却液循环管道上的第二控制开关。

进一步地，所述冷却液温控系统还包括监控装置，所述监控装置包括设置于所述出液管和所述进液管上的温度监测装置、压力监测装置以及第三控制开关。

进一步地，所述冷却液温控系统还包括可为所述膨胀水箱内补充冷却液的补给装置，所述补给装置包括低位水箱、连接所述低位水箱与所述膨胀水箱的补液管道、设置于所述补液管道上的补液泵和过滤器。

进一步地，所述冷却液温控系统还包括排气装置，所述排气装置包括设置于所述膨胀水箱上的将所述膨胀水箱与外界连通的第一排气管、连通所述发动机与所述膨胀水箱之间的第二排气管以及连通所述冷却液循环系统与所述膨胀水箱之间的第三排气管。

本发明所提供的一种冷却液温控系统的有益效果在于：在冷却液温控系统中设置有两条并联设置的第一冷却液循环系统和第二冷却液循环系统，并且该第二冷却液循环系统中还并联有至少两个换热器，从而拓宽了整个冷却液循环系统的换热范围，两条独立的冷却液循环系统中冷却液的流量最终由比例阀控制，从而可以根据不同发动机的换热量的需求调整实际接入换热器的比例，该冷却液温控系统在不改变温控器的前提下，即提高了系统的换热范围，又可以通过调节比例阀来控制换热器的使用率，从而保证温控精度。

附图说明

图1是本发明提供的一种冷却液温控系统的工作原理图；

图2是本发明提供的一种冷却液温控系统的正视图；

图3是本发明提供的一种冷却液温控系统的侧视图；

图4是本发明提供的一种冷却液温控系统的立体结构示意图；

图5是本发明提供的一种冷却液温控系统中加热筒的全剖视图。

图中：100-冷却液温控系统、10-发动机、11-出液管、12-进液管、20-管道泵、21-过滤器、30-膨胀水箱、31-补给装置、311-低位水箱、3111-补液口、3112-放水口、312-补液管道、313-补液泵、314-过滤器、40-比例阀、50-冷却液循环系统、51-第一冷却液循环系统、52-第二冷却液循环系统、521-第一管道、522-第二管道、523-换热器、5231-第一换热器、5232-第二换热器、524-外部冷却水循环系统、525-第一控制开关、526-放水管、527-放水控制开关、60-加热筒、61-筒体、611-开口、612-挡液环、6121-第一挡液圈、6122-第二挡液圈、613-出液口、614-进液口、615-温度传感器安装口、62-加热管、63-温度传感器、70-外部冷却液循环系统、71-外部冷却液循环管道、72-第二控制开关、80-监控装置、81-温度监测装置、82-压力监测装置、83-第三控制开关、90-排气装置、91-第一排气管、92-第二排气管、93-第三排气管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-图2，为本发明所提供的一种冷却液温控系统100，用于发动机10测试实验中使用，该冷却液温控系统100可以满足发动机试验要求，控制发动机10出口冷却液温度的系统。具体地，如图1所示，用于测试使用的发动机10上设置有可供冷却液进出的出液管11和进液管12，在发动机10内部具有冷却液，该冷却液可以是水或者是其他具有冷却效果的液体。本发明所提供的一种冷却液温控系统100包括连接于出液管11上的管道泵20和提供冷却液补给的膨胀水箱30、连接于进液管12上的比例阀40以及设置于管道泵20与比例阀40之间的冷却液循环系统50。该冷却液温控系统100中，通过管道泵20将发动机10内部的冷却液由出液管11抽出并经过膨胀水箱30进入冷却液循环系统50中进行循环后再由比例阀40输送至发动机10的进液管12处从而流入发动机10中，完成整个冷却液的循环过程。其中该管道泵20用于为整个循环系统提供驱动力，使得整个冷却液温控系统100具有足够的液体驱动力完成循环过程，该管道泵20的扬程和流量决定了整个冷却液温控系统100中所有管道内的冷却液的压力和流量。并且，如图1所示，在管道泵20的前端还设置有过滤器21，通过该过滤器21可以有效地过滤整个系统100中管道内的杂质。

进一步地，设置在冷却液温控系统100中的膨胀水箱30用于在系统100内的冷却液不足时，为系统100提供足够的冷却液，使得冷却液温控循环系统100中始终能够有充足的冷却液可以进行循环。在膨胀水箱30上设置有液位传感器和液位计，在该液位计上的液位低于最低值时，就需要对膨胀水箱30内补充冷却液，以满足整个冷却液温控循环系统100的正常运作。位于发动机10的进液管12前端的比例阀40可以通过调节入口处的开度来调节冷却液循环系统50中各个通路之间的出液比例，从而达到调节整个系统100中管路内温度的目的。该比例阀40的响应速度和精度关系到整个冷却液温控系统100的温控响应速度和精度。因此，该比例阀40的设置可以控制冷却液循环系统50中换热器的使用率，可以有效地控制冷却液循环系统50的换热精度。

进一步地，如图1所示，本发明所提供的一种冷却液温控系统100中，在管道泵20和比例阀40之间的冷却液循环系统50包括相互并联设置的第一冷却液循环系统51和第二冷却液循环系统50，该第一冷却液循环系统51将管道泵20与比例阀40直接连通，在发动机10的测试过程中，若有需要，可以通过比例阀40控制第一冷却液循环系统51的关闭或者第二冷却循环系统52的关闭，从而选择所需的通路完成冷却液的循环。当然，该比例阀40还可以精确控制第一冷却液循环系统51和第二冷却液循环系统52两条不同通路中流入进液管12中液体的流量，从而通过调节比例阀40实现调节冷却液循环系统50使用率的作用。通过比例阀40可以精确控制冷却液循环系统50的换热精度。

在本实施例中，如图1所示，该第一冷却液循环系统51为设置于管道泵20与比例阀40之间的第一冷却液管道，第二冷却液循环系统52包括与管道泵20连通的第一管道521、与比例阀40连通的第二管道522，并联于第一管道521和第二管道522之间的至少两个换热器523以及串联于两个换热器523上的外部冷却水循环系统524。该第二冷却液循环系统52中并联了至少两个换热器523，多个换热器523之间的并联，可以在不改变冷却液温控循环系统100中所有控制器以及管路的前提下，有效地提高整个冷却液循环系统50的换热量，使得整个冷却液温控系统100所能够覆盖的换热范围得到很大的拓宽，并且还可以保证换热范围内换热温度的精确控制。并且该换热器423可以根据实际测试的需求，选择合适的换热效率的换热器523进行组合使用。

在第二冷却液循环系统52中，多个换热器523相互并联。当系统100中测试的发动机10的功率较大时，将多个换热器523同时作用以提高系统100中的换热效率满足测试的需求。当系统100中测试的发动机10的功率较低时，也可以将多个换热器523中的部分换热器523关闭，仅保留所需使用的换热器523满足换热需求即可。并联设置的换热器523之间可以同时使用，或者择取需要的使用，并且在使用的过程中并不会影响整个冷却液温控循环系统100中其他部件的正常使用。

在第二冷却液循环系统52中并联了多个换热器523时，设置于第二冷却液循环系统52中的外部冷却水循环系统524则通过串联的方式经过每一个换热器523上，以满足换热器523正常工作的需求，该外部冷却水循环系统524具有依次连接的进水管路、串联在多个换热器523之间的中间管路以及出水管路，在进水管路和出水管路上均设置有手动球阀和压力表以控制外部冷却水循环系统524中冷却水的压力和流量，并且还在进水管路上设置了过滤器，达到过滤外部冷却水循环系统524的所有管道内冷却水的作用。

进一步地，如图1所示，冷却液温控系统100还包括设置于管道泵20与冷却液循环系统50之间的可用于加热冷却液温度的加热筒60。该加热筒60可以在整个冷却液温控循环系统100中的冷却液温度不足时起到加热冷却液的作用。当系统100中接入新的待测试的发动机10时，整个系统100中的冷却液的温度无法达到循环时所需的温度，可以通过该加热筒60快速加热冷却液，缩短发动机试验测试过程中的热机时间，提高发动机试验测试的效率。

具体地，如图5所示，该加热筒60包括容纳冷却液的筒体61、设置于筒体61上加热管62和温度传感器63。加热筒63上的筒体61可以容纳经过的系统100所有管路的冷却液，通过设置在筒体61内的加热管62对经过筒体61内的冷却液进行加热，使得冷却液尽快达到测试的温度需求。并且在筒体61上还设置有温度传感器63，可以实时监测筒体61内的冷却液的温度，当监测到筒体61内的冷却液达到系统100测试所需的温度时，则关闭加热管62，从而停止加热。

具体地，如图5所示，本发明所提供的加热筒60中，该筒体61的顶部设置有可供加热管62插入筒体61内部的开口611。该加热管62由开口611处插入筒体61内部，对经过筒体61内部的冷却液进行加热。于筒体61内设置有套设于加热管62外部的挡液环612。该挡液环612的设置可以保证加热管62完全侵入筒体61的冷却液内，防止筒体61内的冷却液被管道泵20吸空而出现完全干烧的问题，同时该挡液环612也可以同时保证在加热过程中整个加热管62均可以接触到冷却液，该冷却液的液位始终可以在高的液位上。如图5所示，该挡液环612包括由筒体61的内壁朝向筒体61的中心延伸的第一挡液圈6121以及由第一挡液圈6121朝向开口611处延伸的第二挡液圈6122，筒体61的侧面设置有位于第一挡液圈6121的上方出液口613以及位于第一挡液圈6121的下方的进液口614和温度传感器安装口614。该出液口613位于第一挡液圈6121的上方，从而保证只有当筒体61内的冷却液的液位高于该第二挡液圈6122时，才能由出液口613处流出。而该温度传感器安装口614设置于筒体61的中部，可以更为准确的监测整个筒体61内部冷却液的温度。

进一步地，如图1所示，本发明所提供的一种冷却液温控系统100中，该第二冷却液循环系统52还包括设置于换热器523与第一管道521之间的第一控制开关525。通过该第一控制开关525可以单独开启或者关闭其对应的换热器523，使得第二冷却液循环系统52中换热器523的使用更加精确控制。在本实施例中，如图1所示，该第二冷却液循环系统52包括并联设置的第一换热器5231和第二换热器5232，第一换热器5231与第一管道521连通，第二换热器5232与第一管道521之间设置有第一控制开关525。当系统100中所测试的发动机的功率较大时，该第一控制开关525开启，从而第一换热器5231和第二换热器5232同时工作，提高第二冷却液循环系统52的换热效率。当系统100中所测试的发动机10的功率较小时，可该第一控制开关525关闭，从而与该第一控制开关525连接的第二换热器5232关闭，该第二冷却液循环系统52中仅有第一换热器5231工作，以满足发动机10的换热器需求。该第二冷却液循环系统52可以大幅的提高整个冷却液温控系统100中的换热范围，同时还可以根据实际需要调整换热器的使用率，使得温控的准确性更高。

进一步地，如图1所示，该第二冷却液循环系统52还包括并联于第二管道522的放水管526和设置于放水管上的放水控制开关527。该放水管526和放水控制开关527的设置，可以在整个冷却液循环系统50在检测或者维修时，可以排空管道内的液体，方便具有换热器523的第二冷却液循环系统52的维修。

进一步地，如图1所示，本发明所提供的一种冷却液温控系统100还包括用以调节冷却液温控系统100管道中流量和压力的外部冷却液循环系统70，外部冷却液循环系统70包括连接于出液管11和进液管12之间的外冷却液循环管道71以及设置于外冷却液循环管道71上的第二控制开关72。由于设置于冷却液温控系统100中的管道泵20所提供冷却液循环的压力相对于发动机10中内部的冷却液的压力大很多，为了保证整个系统100中无论是冷却液循环系统50还是发动机10内部都保持恒定的压力，在发动机10的外部所设置的外部冷却液循环系统70可以有效地平衡发动机10内部和外部的压力。在发动机10的冷却液压力大于发动机内部的冷却液压力时，将第二控制开关72打开，使得外部冷却液管道71可以很好的为系统泄压，冷却液将由比例阀40的出口直接流入外部冷却液管道71中，并再次流入回到管道泵20中形成外部的冷却液循环过程。

进一步地，如图1所示，本发明所提供的冷却液温控系统100还包括监控装置80，监控装置80包括设置于出液管11和进液管12上的温度监测装置81、压力监测装置82以及第三控制开关83。该监控装置80设置在发动机10的出液管11和进液管12上，对进入或者流出发动机10的冷却液进行实施监测。该监控装置80中的温度检测装置81为温度传感器，可以对由发动机10的出液管11流出的冷却液进行实时监测温度，还可以对由比例阀40进入进液管12处的冷却液进行实时监测温度。该监控装置80中的压力检测装置82为压力传感器，可以对发动机10的出液管11处冷却液的压力进行实时监测，还可以对发动机10的进液管12处冷却液的压力进行实时监测。并且该第三控制开关83为设置在出液管11和进液管12上的手动球阀，通过该第三控制开关83可以开启或者关闭发动机10内冷却液的进出。

进一步地，如图1-4所示，本发明所提供的一种冷却液温控系统100还包括可为膨胀水箱30内补充冷却液的补给装置31，补给装置31包括低位水箱311、连接低位水箱311与膨胀水箱30的补液管道312、设置于补液管道312上的补液泵313和过滤器314。该补给装置31可以在膨胀水箱30内的冷却液不足时为其提供补液。当膨胀水箱30内的液位低于其液位计的最低值时，起到该补液泵313，将低位水箱311内的冷却液补充入膨胀水箱30内，保证膨胀水箱30内始终有充足的冷却液可供冷却液温控系统100中使用。该低位水箱311上设置有补液口3111，通过该补液口3111为低位水箱311进行补液。该低位水箱311上还设置有放水口3112，可以排空低位水箱311内的液体甚至是膨胀水箱30内的液体，实现对膨胀水箱30和低位水箱311的维修和清洗。在补液管道312上所设置的过滤器314保住了进入膨胀水箱30内的冷却液已经经过过滤，保证系统100中所有冷却液均是过滤的，减少管道内的杂质。

进一步地，如图1所示，本发明所提供的一种冷却液温控系统100还包括排气装置90。随着冷却液温控系统100的正常运作，加热筒61对冷却液进行加热后，整个管道内的冷却液被加热后产生了水蒸气，系统100中各个管道内的冷却液所产生气体、发动机内所产生的气体均需要进行排放才能保证整个冷却液温控系统100中冷却液的循环。其中，该排气装置90包括设置于膨胀水箱30上的将膨胀水箱30与外界连通的第一排气管91、连通发动机10与膨胀水箱30之间的第二排气管92以及连通冷却液循环系统50与膨胀水箱30之间的第三排气管93。该第三排气管93可以将发动机10内部的气体直接传输至膨胀水箱30内，保证发动机10内部的冷却液循环的稳定性。该第二排气管92可以将整个冷却液循环系统50的管道内的气体以及加热筒60内的气体传输至膨胀水箱30内，保证整个系统100中所有管道内的冷却液循环的稳定性。该第一排气管91则将膨胀水箱30内的气体排至大气中，当冷却液温控系统100中的压力过高时，通过该第一排气管91可以进行泄压。在膨胀水箱30上还安装有电接点压力表和安全阀。

本发明所提供的一种冷却液温控系统100，在冷却液温控系统100中设置有两条并联设置的第一冷却液循环系统51和第二冷却液循环系统52，并且该第二冷却液循环系统52中还并联有至少两个换热器523，从而拓宽了整个冷却液循环系统50的换热范围，两条独立的冷却液循环系统50中冷却液的流量最终由比例阀40控制，从而可以根据不同发动机10的换热量的需求调整实际接入换热器523的比例，该冷却液温控系统100在不改变温控器的前提下，即提高了系统的换热范围，又可以通过调节比例阀40来控制换热器523的使用率，从而保证温控精度。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。