测量整车发动机加水除气性能的方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量发动机加水除气性能的方法。该方法包括：S1.测量发动机的一次加注率；S2.待发动机冷却后向补偿水桶内加满水，在发动机的进水口和出水口布置压力和温度传感器，启动发动机且在节温器打开后，控制发动机以额定功率运行，再向补偿水桶内加满水；S3.在暖风机不工作的情况下测量散热器进水软管内气泡第一消失时间T1；S4.在暖风机工作的情况下测量进水软管内气泡第二消失时间T2，获得除气时间T1+T2；S5.测量发动机的抗进气容积；S6.将一次加注率、除气时间和抗进气容积分别与它们的预设参考值进行比较以确定整车发动机加水除气性能。该测量方法能够测量整车装配后发动机的加水除气性能。
【专利说明】测量整车发动机加水除气性能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车【技术领域】，尤其是涉及一种测量整车发动机加水除气性能的方法。
【背景技术】
[0002]汽车试验是验证汽车性能最主要的方法，在汽车的开发、验证过程中具有重要的作用。其中发动机动力性是衡量汽车发动机安全的一个重要因素，发动机工作时，若气缸中燃烧压力较高，高压气体很容易渗入发动机的冷却系统中，柴油机的这种现象更为严重，其渗入量可达0.3L/min。此外，若水管接头或冷却系统某处密封不严，也可能渗入空气。一般情况下，这些渗入的气体可由加水口处排出。但当这些渗入的气体不能被有效地排出时，将在冷却系中形成气阻，并把冷却液排挤出去，这对冷却系统尤为不利，当冷却液损失严重时，将导致冷却循环的中断，气阻严重时，会导致发动机过热，现阶段业内对于发动机加水除气仅限于在发动机试验台架上进行测试，在整车完成匹配后没有相关的测试方法。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种测量整车发动机加水除气性能的方法，所述测量方法可测量整车装配后发动机的加水除气性能，测量方便且精度高。
[0004]根据本发明 的测量整车发动机加水除气性能的方法，包括以下步骤:
[0005]S1、将发动机冷却系统中的冷却液全部放出，以预定流速的水向冷却系统的补偿水桶内加满水，控制发动机以对应额定功率的第一预定转速运行第一预定时间，再以预定流速的水加满补偿水桶并记录加水容积V1，然后将冷却系统中的水全部放出并记录放水容积V2，得到一次加注率(V1ZiV2) X 100% ；
[0006]S2、待发动机冷却后，以预定流速的水加满补偿水桶，在发动机的进水口和出水口处均布置压力传感器和温度传感器，启动发动机且在冷却系统的节温器打开后，控制发动机以第一预定转速运行第二预定时间后降至怠速运行，再以预定流速的水加满补偿水桶；
[0007]S3、控制发动机以对应额定扭矩的第二预定转速运行第三预定时间，记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数据以及冷却系统中散热器进水软管内气泡的第一消失时间T1 ；
[0008]S4、控制冷却系统的暖风机工作，保持发动机以第二预定转速运行第三预定时间，记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数据以及冷却系统中散热器进水软管内气泡的第二消失时间T2，获得除气时间?\+τ2 ；
[0009]S5、以预定流速的水向补偿水桶内加满水，然后将暖风机内的水放出直至散热器进水软管内重新出现气泡停止，测量并记录放水容积V3，获得抗进气容积V3 ;
[0010]S6、将所述一次加注率、所述除气时间和所述抗进气容积分别与它们的预设参考值进行比较以确定整车发动机加水除气性能。[0011]根据本发明的测量整车发动机加水除气性能的方法，在整车装配后，可对发动机的一次加注率、除气时间以及抗进气容积进行精确测量，并通过与预设参考值的对比分析出整车发动机的加水除气性能，，且测量过程简单、灵活，可重复性高，且受测量环境制约小，方便快捷，准确性高，测量成本低。
[0012]另外，根据本发明的测量整车发动机加水除气性能的方法，还可以具有如下附加技术特征:
[0013]在本发明的一个实施例中，在所述步骤S3和S4中，通过无纸记录仪记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数值。由此，可以方便地记录发动机进水口和出水口处的温度和压力彳曰息。
[0014]在本发明的一个实施例中，在所述步骤S2、S3和S4中，控制所述冷却系统中的水温在83°C _95°C。由此，可以保证发动机冷却系统中的节温器处于打开状态，方便测量除气时间。
[0015]在本发明的一个实施例中，在所述散热器进水软管上设置观察孔以观察散热器进水软管内气泡的消失时间。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述第一预定时间为lOmin。
[0017]在本发明的一个实施例中，所述第二预定时间为15min。
[0018]在本发明的一个实施例中，所述第三预定时间为lOmin。
[0019]在本发明的一个实施例中，循环所述步骤Sln次，且所述一次加注率为n次测量计算出的平均值。通过多次测量取平均值可以最大限度地降低测量误差，使获得的一次加注率更加准确。
[0020]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1是根据本发明一个实施例的测量整车发动机加水除气性能的方法的流程图。【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0025]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0026]下面参考图1描述根据本发明实施例的测量整车发动机加水除气性能的方法。
[0027]根据本发明实施例的测量方法，可在整车装配后对发动机的加水除气性能进行测试，整车包括发动机冷却系统，冷却系统包括散热器、暖风机、补偿水桶和节温器，其中散热器通过散热器进水管和散热器出水管与发动机内冷却管路相通，暖风机通过暖风机进水管和暖风机出水管与发动机内冷却管路相通，补偿水桶通过补偿水桶软管与散热器相连。
[0028]所述方法包括以下步骤:
[0029]S1、将发动机冷却系统中的冷却液全部放出，以预定流速的水向冷却系统的补偿水桶内加满水，控制发动机以对应额定功率的第一预定转速运行第一预定时间，发动机运行第一预定时间后补偿水桶内的水位不再下降，再以预定流速的水加满补偿水桶并记录加水容积\，将冷却系统中的水全部放出并记录放水容积\，得到一次加注率(V1/V2) X 100%。
[0030]具体地说，在步骤SI中，为了保证发动机冷却系统中的冷却液全部放出，可在放出冷却系统中的冷却液后用清水冲洗至少两次，以避免冷却系统中残留的冷却液影响测试结果，然后再向补偿水桶中加注预定流速的水，这里，需要说明的是，此处加注水的流速可以根据客户的要求或技术要求来预先设定，在下面有关“预定流速的水”的描述中，如果没有特殊说明，其流速均与此处相同，也就是说，为保证测量结果的准确，在同一次试验中，加注水的流速是相同的。
[0031]在补偿水桶内加满水后，控制发动机以额定功率运转，例如控制发动机在空挡状态下以额定功率工作，在下面的描述中，如果没有特殊说明，发动机均为在空挡下运转。由于发动机的运转，冷却水开始在冷却系统内循环，同时补偿水桶内的水位开始下降，在补偿水桶内的水位稳定后即不再下降以后，向补偿水桶内加水并记录加水容积V1，然后停止发动机并将冷却系统中的水全部放出并记录放水容积V2，根据V1和V2即可计算出一次加注率，即一次加注率为(V1Z^V2) X 100%。
[0032]优选地，为了提高一次加注率的测量精度，循环步骤Sln次，且一次加注率为n次测量计算出的平均值，也就是说，在测量整车发动机一次加注率时，可重复步骤SI多次，且最终一次加注率为该多次的平均值，从而提高测量精度，更加准确地分析整车发动机的加水除气性能。
[0033]S2、待发动机冷却后，以预定流速的水加满补偿水桶，在发动机的进水口和出水口处均布置压力传感器和温度传感器，启动发动机且在冷却系统的节温器打开后，控制发动机以第一预定转速运行第二预定时间后控制发动机降至怠速运行，再以预定流速的水加满补偿水桶。
[0034]具体而言，在发动机冷却后，即发动机处于冷态后，向补偿水桶内以预定流速的水加注满，在发动机的进水口和出水口处均布置压力传感器和温度传感器，即在发动机与散热器相连的进水口处布置压力传感器和温度传感器，同时在发动机与散热器相连的出水口处也布置有压力传感器和温度传感器，用于测量进水口和出水口处的温度以及压力，更好地了解加水除气过程中进水口和出水口处的温度以及压力信息。启动发动机，在冷却系统的节温器打开后冷却系统进入大循环工作状态，即此时散热器介入工作，控制发动机以额定功率运行第二时间后降至怠速运转，再以预定流速的水加满补偿水桶。[0035]S3、控制发动机以对应额定扭矩的第二预定转速运行第三预定时间，记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数据以及冷却系统中散热器进水软管内气泡的第一消失时间T1，也就是说，在冷却系统进入大循环后，发动机以对应额定扭矩的第二预定转速运行第三预定时间，记录发动机进水口和出水口处的温度和压力数据以及冷却系统中散热器进水软管内气泡的第一消失时间！\。
[0036]需要说明的是，在上述步骤S2和S3中，冷却系统虽然处于大循环状态，但冷却系统中的暖风机并不工作。
[0037]S4、控制冷却系统的暖风机工作，保持发动机以第二预定转速运行第三预定时间，记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数据以及冷却系统中散热器进水软管内气泡的第二消失时间T2，获得除气时间I\+T2。
[0038]具体而言，在步骤S4中，冷却系统中的暖风机即暖风系统介入工作，也就是说冷却系统中的水流经暖风机，在此过程中，仍保持发动机以额定扭矩运行第三预定时间，同时记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数据以及冷却系统中散热器进水软管内气泡的第二消失时间T2，其中除气时间即为T1与T2之和。
[0039]需要指出的是，在上述步骤S2、S3和S4中，冷却系统均处于大循环工作状态，即冷却系统的节温器处于打开状态。
[0040]S5、以预定流速的水向补偿水桶内加满水，将暖风机内的水放出直至散热器进水软管内重新出现气泡停止，测量并记录放水容积v3，V3即为发动机的抗进气容积。
[0041]S6、将一次加注率、除气时间和抗进气容积分别与它们的预设参考值进行比较以确定整车发动机加水除气性能。
[0042]具体地说，一次加注率比预设参考值高、除气时间比预设参考值短、抗进气容积比预设参考值大则表明发动机的加水除气性能优良。若其中任意一项与预设参考值相比不符标准例如一次加注率比预设参考值低或除气时间超过预设参考值或抗进气容积比预设参考值小，则表明发动机加水除气性能较差。
[0043]例如，预设参考值的一次加注率不低于50%、除气时间不高于25min、抗进气容积不低于4L，若通过步骤S1-S5测量某整车的一次加注率为70%，除气时间为15min，抗进气容积为6L，则该整车的加水除气性能优良，若其中任意一项例如一次加注率低于50%或除气时间超过25min或抗进气容积低于4L，则该整车的加水除气性能较差。
[0044]总体而言，上述步骤SI可测量发动机的一次加注率，步骤S2-S4可测量发动机的除气时间，步骤S5可测量发动机的抗进气容积，在本领域内，获得该三个数据即一次加注率、除气时间以及抗进气容积就可以通过与预设的标准值对比，从而分析发动机的加水除气性能，本发明的方法可以在整车装配后测量并获得该三个数据，而传统的测量方法只能在发动机台架试验时测出该三个数据。
[0045]需要说明的是，为了提高整车发动机加水除气性能测量方法所测得数据的精度，在使用本发明的测量方法之前，可对整车零部件进行系统的检查，排除故障，且测试环境优选控制为:环境温度在5°C以上，湿度不宜超过95%，大气压力适宜在90-1 IOkpa之间，从而最大限度的减小外部环境因素对测量数据的影响。
[0046]在发动机加水除气试验中，由于传统的发动机台架试验方式具有一定的局限性且测试成本较高，且测量数据反映的加水除气性能与整车装配后发动机实际的加水除气性能有一定的出入，不能精确地反映整车装配后发动机的加水除气性能，相比而言，根据本发明实施例的测量整车发动机加水除气性能的方法，在整车装配后，可对发动机的一次加注率、除气时间以及抗进气容积进行精确测量，并通过与预设参考值的对比分析出整车发动机的加水除气性能，且测量过程简单、灵活，可重复性高，且受测量环境制约小，方便快捷，准确性高，测量成本低。
[0047]另外，根据本发明实施例的测量方法，可根据用户或委托单位的要求实现整车发动机加水除气性能的多种参数的验证。例如，验证一次加注率、除气时间以及抗进气容积中至少一项性能是否符合标准。
[0048]在本发明的一个实施例中，在步骤S3和S4中，通过无纸记录仪记录发动机的进水口和出水口的温度和压力数值，也就是说，无纸记录仪分别与发动机的进水口和出水口处的温度传感器以及压力传感器相连，以实时记录进水口和出水口处的温度及压力数值，以更好地了解测量过程中温度和压力的变化。通过设置无纸记录仪，可方便、快捷地收集并记录进水口以及出水口处的温度和压力数值，且采集精度高，采集过程简单。
[0049]在步骤S2、S3和S4中，由于冷却系统处于大循环状态，即散热器或者散热器和暖风机介入冷却系统工作，因此在此过程中冷却系统的节温器处于打开状态，优选地，在此过程中，控制冷却系统中的水温在83°C _95°C，由此一方面保证节温器时刻打开，冷却系统进入大循环，另一方面防止冷却系统中的水过热，影响测量结果。其中，可通过向散热器上泼洒冷水以实现控温作用，当然也可通过向散热器吹送冷风来控制冷却系统中的水温。
[0050]在发动机加水除气试验过程中，气泡主要出现在散热器进水软管上，即出现在从发动机的出水口与散热器之间的管路中，优选地，可在该进水软管上设置观察孔，具体地说，可用带有观察孔的一段软管替换原进水软管上的一段管路，其中观察孔可以是透明的玻璃。在散热器进水软管上设置观察孔可以更好地观察测量过程中管路中的气泡，并测量相关气泡出现或消失的时间，提高测量精度。
[0051]在本发明的一个优选实施例中，第一预定时间为IOmin,第二预定时间为15min,第三预定时间为lOmin。可以理解的是,上述第一预定时间、第二预定时间和第三预定时间可根据实际测量过程中客户的要求以及技术要求等来灵活改变，例如可适应的增加或减小测量时间。
[0052]根据本发明实施例的测量方法，可以方便地测量整车发动机加水除气性能，当测量出的加水除气性能不符合标准时即加水除气性能较差时，可改变整车冷却系统的一些参数，例如可改变补偿水桶、水路等的设置参数，重新测量，直到加水除气性能达标为止。
[0053]具体而言，补偿水桶的设置参数包括补偿水桶的设置高度以及设置位置，例如可改变补偿水桶的水平高度以及在整车上的安装位置来提高发动机的加水除气性能。水路包括散热器进水软管、散热器出水软管、暖风机进水软管、暖风机出水软管和补偿水桶加水软管，水路的设置参数包括水路的走向以及水路管径的大小。
[0054]例如，在发动机加水除气性能不达标时，可通过改变水路的走向以及水路管径的大小、补偿水桶的设置高度以及设置位置来提升发动机的加水除气性能，从而达到预设的标准。具体而言，例如原冷却系统中散热器进水软管成直线型布置，当按原始布置方式测出的加水除气性能较差时，可将进水软管改成U形或S形或其它形状，只要这种改变能够提高加水除气性能即可。同样地，对于水路的管径，当按原始管径测出的加水除气性能较差时，可加大或缩小水路的管径例如增大或缩小补偿水桶加水软管的管径，只要这种改变能够提高加水除气性能即可。
[0055]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0056]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种测量整车发动机加水除气性能的方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、将发动机冷却系统中的冷却液全部放出，以预定流速的水向冷却系统的补偿水桶内加满水，控制发动机以对应额定功率的第一预定转速运行第一预定时间，再以预定流速的水加满补偿水桶并记录加水容积V1，然后将冷却系统中的水全部放出并记录放水容积V2，得到一次加注率(V/V2) X 100% ； 52、待发动机冷却后，以预定流速的水加满补偿水桶，在发动机的进水口和出水口处均布置压力传感器和温度传感器，启动发动机且在冷却系统的节温器打开后，控制发动机以第一预定转速运行第二预定时间后降至怠速运行，再以预定流速的水加满补偿水桶； 53、控制发动机以对应额定扭矩的第二预定转速运行第三预定时间，记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数据以及冷却系统中散热器进水软管内气泡的第一消失时间T1 ； 54、控制冷却系统的暖风机工作，保持发动机以第二预定转速运行第三预定时间，记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数据以及冷却系统中散热器进水软管内气泡的第二消失时间T2，获得除气时间I\+T2 ； 55、以预定流速的水向补偿水桶内加满水，然后将暖风机内的水放出直至散热器进水软管内重新出现气泡停止，测量并记录放水容积V3，获得抗进气容积V3 ; 56、将所述一次加注率、所述除气时间和所述抗进气容积分别与它们的预设参考值进行比较以确定整车发动机加水除气性能。
2.根据权利要求1所述的测量整车发动机加水除气性能的方法，其特征在于，在所述步骤S3和S4中，通过无纸记录仪记录发动机的进水口和出水口处的温度和压力数值。
3.根据权利要求1所述的测量整车发动机加水除气性能的方法，其特征在于，在所述步骤S2、S3和S4中，控制所述冷却系统中的水温在83°C _95°C。
4.根据权利要求1所述的测量整车发动机加水除气性能的方法，其特征在于，在所述散热器进水软管上设置观察孔以观察散热器进水软管内气泡的消失时间。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测量整车发动机加水除气性能的方法，其特征在于，所述第一预定时间为lOmin。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的测量整车发动机加水除气性能的方法，其特征在于，所述第二预定时间为15min。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的测量整车发动机加水除气性能的方法，其特征在于，所述第三预定时间为lOmin。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的测量整车发动机加水除气性能的方法，其特征在于，循环所述步骤Sln次，且所述一次加注率为n次测量计算出的平均值。
【文档编号】G01M17/007GK103808511SQ201210451743
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月12日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】李京杰, 张宪, 安娜 申请人:北汽福田汽车股份有限公司