一种电磁加热式冷热冲击试验系统的制作方法

文档序号:15105499发布日期:2018-08-04 16:46阅读:343来源:国知局

本实用新型涉及一种冷热冲击试验系统,更具体的说,尤其涉及一种电磁加热式冷热冲击试验系统。



背景技术:

发动机研发过程中,需要进行台架试验,以评价所研发的新型发动机的各项性能,但现有的台架试验能耗大、成本高,例如,在采用发动机整机试验过程中,1小时的燃油费用大约为1500元,通常需要进行3000小时的台架试验,所需的费用为450万左右,试验成本高昂。因此,现有的发动机台架试验既不利于能源节约,也不适于教学实验所采用。

在发动机的冷热冲击试验中,主要是评价发动机在冷热交替状态下连续工作的过程中,其缸体、缸盖和缸套的抗开裂能力,而无需关注发动机其他部件的性能,如果依旧采用现有整台发动机燃油试验的方式,无疑成本过于高昂,不利于能源节约和降低研发或试验成本。



技术实现要素:

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点,提供了一种电磁加热式冷热冲击试验系统。

本实用新型的电磁加热式冷热冲击试验系统,包括电源、电磁加热装置、发动机冷却水供给系统、监控PC机以及待试验的发动机,电源对电磁加热装置进行供电,电磁加热装置上设置有对其工作状态进行控制的电磁加热控制器,发动机冷却水供给系统上设置有冷却水控制器;其特征在于:待试验的发动机保留有发动机缸体、发动机缸盖和位于发动机缸体中的发动机缸套,发动机缸体和发动机缸盖中设置有冷却水道;发动机缸套中设置有对其进行加热的电磁加热头,电磁加热头上的线圈与电磁加热装置的输出端相连接;发动机冷却水供给系统的出水口经发动机进水管与冷却水道的进水口相连通,冷却水道的出水口经发动机出水管与发动机冷却水供给系统的进水口相连通,发动机出水管上设置有出水温度传感器,水温度传感器与冷却水控制器相连接;所述监控PC机与电磁加热控制器和冷却水控制器均经通信线相连接。

本实用新型的电磁加热式冷热冲击试验系统,所述电磁加热装置的电源采用220V交流市电。

本实用新型的电磁加热式冷热冲击试验系统,所述发动机缸盖经缸盖螺栓与发动机缸体固定连接。

本实用新型的有益效果是:本实用新型的冷热冲击试验系统,由电磁加热装置、发动机冷却水供给系统、监控PC机以及带实验的发动机组成,发动机缸套中设置有对缸套和缸盖加热的电磁加热头,来模拟以往发动机台架试验时燃油所引发的缸套、缸盖发热,无需消耗燃油,采用电能进行加热,能量利用率高,有效降低了试验成本;使得以往进行3000小时需要花费450万的实验,只需花费30万(每小时电费约为100元)即可,大大降低了发动机的冷热冲击实验成本,有益效果显著,适于应用推广。

附图说明

图1为本实用新型的电磁加热式冷热冲击试验系统的原理图。

图中:1电源,2电磁加热装置,3电磁加热控制器,4电磁加热头,5发动机缸体,6发动机缸套,7冷却水道,8发动机缸盖,9缸盖螺栓,10发动机进水管,11出水温度传感器,12发动机出水管,13发动机冷却水供给系统,14冷却水控制器,15监控PC机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示,给出了本实用新型的电磁加热式冷热冲击试验系统的原理图,其由电源1、电磁加热装置2、发动机冷却水供给系统13、监控PC机15以及待试验的发动机组成,电源1给电磁加热装置2进行供电,电源1采用220V交流市电,电磁加热装置2上设置有电磁加热控制器3,以便对电磁加热装置2的加热通断状态和加热功率进行控制。由于实验过程中发动机无需进行燃油工作,待试验的发动机保留发动机缸体5、发动机缸套6和发动机缸盖8即可,发动机缸套6位于发动机缸体5中,发动机缸盖8经缸盖螺栓9固定于发动机缸体5上。每个发动机缸套6中均设置有电磁加热头4,电磁加热头4的线圈经导线与电磁加热装置2的输出端相连接,以便电磁加热装置2经电磁加热头4对发动机缸套6和发动机缸盖8进行加热,来模拟发动机燃油工作过程中缸套和缸盖的发热。

发动机缸体5和发动机缸盖8中设置有冷却水道7,向冷却水道7中通入冷却液(冷却水)以实现对缸体和缸盖的冷却。所示发动机冷却水供给系统13的出水口经发动机进水管10与冷却水道7的进水口相通,冷却水道7的出水口经发动机出水管12与发动机冷却水供给系统13的进水口相通,以便发动机冷却水供给系统13输出的循环水在冷却水道7中循环流动,实现对发动机缸套和缸盖的冷却。所示发动机冷却水供给系统13上设置有冷却水控制器14,冷却水控制器14可对通入冷却水道7中的冷却水温度和流量进行控制。发动机出水管12上设置有出水温度传感器11,水温度传感器11的输出与冷却水控制器14相连接。

所示监控PC机15经通信线与电磁加热控制器3和冷却水控制器14均相连接,监控PC机15用于运行发动机冷热冲击试验程序。监控PC机15通过与电磁加热控制器3的通信,可对电磁加热装置2的开关状态和加热功率进行控制,监控PC机15通过与冷却水控制器14的通信,既可获取冷却水道7的出水温度值,又可对循环冷却水的温度和流速进行控制。

本实用新型的电磁加热式冷热冲击试验系统的试验方法,通过以下步骤来实现:

a).设备连接,将保留有缸体、缸盖和缸套的发动机置于试验台上,并在每个发动机缸套中固定电磁加热头;然后将发动机冷却水供给系统的出进水口与发动机冷却水道的进出水口,分别经发动机进水管和发送机出水管连通起来;最后,将监控PC机与电磁加热控制器和冷却水控制器经通信线相连接;

b).加热实验,监控PC机经电磁加热控制器开启电磁加热装置,利用电磁加热头对发动机缸套和发动机缸盖进行加热;在开启电磁加热的同时,监控PC机经冷却水控制器控制发动机冷却水供给系统,向冷却水道中供给高温冷却水,并利用出水温度传感器实时对出水温度进行检测;

该步骤中,发动机冷却水供给系统向冷水水道供给的高温冷却水的温度大于40℃而小于103℃。

c).上限温度检测,当通过出水温度传感器检测到冷却水道的出水温度达到105℃±2℃的范围时,则停止电磁加热装置的加热;执行步骤d);

d).冷却实验,在停止电磁加装置加热的同时,控制发动机冷却水供给系统向冷却水道中通入低温冷却水,并利用出水温度传感器实时对出水温度进行检测;

该步骤中,发动机冷却水供给系统向冷水水道供给的低温冷却水的温度大于0℃而小于38℃。

e).下限温度检测,当通过出水温度传感器检测到冷却水道的出水温度达到38℃±2℃的范围时,则相当于执行完1次冷热循环试验,执行步骤f);

f).判断循环次数,判断当前所执行的冷热循环次数是否达到了设定值,如果达到了设定值,则冷热冲击试验结束,接下来对发动机的缸套和缸盖抗冷热冲击分析即可;如果没有的达到设定值,则跳转执行步骤b),重新进行冷热循环试验。

冷却水控制器通过对发动机冷却水供给系统供给的冷却水温度、冷却水流量进行控制,以及电磁加热控制器对电磁加热头的功率进行控制,使1次冷热循环试验的时间控制在6min左右;该步骤中所述的循环次数设定值为3000次。

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