试验装置的制作方法

1.本技术涉及压力脉冲试验领域，尤其是涉及一种试验装置。


背景技术：

2.流通介质的部件，例如这类部件可以为液压系统中的部件、润滑系统中的部件或者冷却系统中的部件。以液压系统、润滑系统或者冷却系统为例，不管是哪一系统，系统所包括的各零部件在运行过程中势必会承受一定的来自自身所流通的介质的压力，而随着系统所在的设备运行工况的改变时，零部件所承受的压力也会随之改变。为了确保这类各零部件的设计指标能够达到实际使用要求，通常利用压力脉冲确保能通过压力脉冲实验成了验证产品合格与否必不可少的一项技术指标。
3.现有技术通常采用伺服液压技术，封堵试件其中一端，另一端施加脉冲压力。但是现有技术具有一定程度上的局限性，在封堵试件的端口的情况下，试件只有一个进口，无法形成液体流动，这样无法控制试验件内部的介质处于指定的温度，现有技术进一步提出直接在试验过程中对试件加热。
4.仍存在改进空间。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种试验装置，目的在于对试件内介质实现稳定的温控并提高试验效率。
6.本技术提供一种试验装置，所述试验装置用于试验试件，所述试件包括进口和与所述进口连通的出口，所述试验装置包括：
7.施压组件，经由第一路径与所述进口连通，并经由第二路径与所述出口连通，所述施压组件被设置为使得对所述进口和所述出口同时施加相同压力；
8.调温构件和与所述调温构件串联的泵送构件，彼此串联的所述调温构件和所述泵送构件二者的两端分别与所述进口和所述出口连通。
9.本技术针对内部可供流体流通的试件提供了一种有别于现有技术中的试验设备的试验装置。这里的试件的示例可以参照背景技术所列举的示例，进一步需要补充的是，试件可以例如为汽车的液压系统中的容纳压力油的部件，也可以例如为汽车的润滑系统中的容纳润滑油的部件，还可以例如为汽车的冷却系统中流通冷却水或者冷却液(例如乙二醇)的部件。
10.这些试件中较为有代表性而便于说明的是冷却系统中的散热器。常见的汽车用散热器通常具有并排设置的两个水室和设置在两个水室之间的多根扁管。扁管的端部通常插接到水室的预留孔中，再经过钎焊工艺密封和紧固。压力试验，特别是压力脉冲试验对散热器的合格验证而言是重要的。充当实际工况试验的要素除了压力脉冲外还有散热器内部的冷却液的温度。作为散热器，在工作状态下，流经扁管的冷却液的温度是高于散热器所处的环境温度的，因此冷却液的温度也是影响散热器的失效情况的重要一环。
11.现有技术中，由于散热器的出口被封闭，散热器内部的冷却液无法进行流动，外部的冷却液即使被加热也无法流向散热器的内部。因此，现有教导直接选择对散热器加热，期望通过例如热辐射的方式使热量从散热器扩散至散热器内部的冷却液，并期望冷却液的温度达到或者接近实际工况下的温度。常见的做法是将散热器置于密封的试验箱内，并进一步提高试验箱内的温度。
12.不合格的散热器在压力脉冲试验中常会出现各类失效情况，基于现有教导的试验设备出现的失效情况对应地被理所应当地理解为散热器在整车的实际工况下的失效情况。事实上，确实存在相当一部分失效情况是于散热器的实际失效情况相吻合的，最典型的是散热器的扁管根部断裂这种失效情况，其典型性在于出现频次尤其高，当然，除此之外，还存在另外一些典型的失效情况，这里不再一一穷举。
13.这些典型失效情况实质上阻碍了对试验设备是否真实可靠的进一步探究，因为利用现有试验设备进行对散热器的试验时，如果出现了典型失效情况，试验者通常倾向于理解该散热器在实际使用时也难以避免这样典型失效情况的出现，这便进一步导致试验者对其余失效情况的判断产生“惯性”，认为试验中出现的其余失效情况同样意味着散热器在整车中使用时具有产生所述其余失效情况的高风险。
14.然而，本技术的发明人在基于现有试验设备的试验过程中发现，在一些失效情况中，散热器的失效部位发生了细微地变化。具有代表性的例子例如，散热器的扁管根部断裂的失效情况中，断裂位置与实际使用在车辆中扁管根部断裂失效的散热器相比更趋向于向扁管的中部靠近。因此，本技术发明人进一步对此进行实验和仿真热应力分析，发现自散热器的外部对散热器内部冷却液加热的方式事实上产生的失效情况与在内部本具有高温的冷却液的散热器的失效情况存在诸多差异，这意味着基于现有试验设备的试验结构进行的判断是不够可靠的。进而，本技术发明人发现，产生这种不可靠情况的重要原因在于现有加热方式导致了试件的热应力与实际工况存在差异，并且所能够使散热器内部的冷却液所达到的温度实际上非常有限。
15.因此，本技术采用施压组件对试件例如散热器的进口和出口同时施加相同的压力，这确保散热器可以承受压力脉冲试验中的压力脉冲进而确保试验的进行，同时使得试件的进口和出口对外的连通，进而本技术利用并联在试件两端的调温构件和泵送构件对使试件内的介质循环并被加热，既有利于稳定控制试件内的介质的温度，又能够使试件内的介质温度达到或者特别接近实际工况下试件内的介质温度。
16.此外，在试件的进口和出口同时加压的方式，降低由于试件膨胀引起的压力滞后的影响，可以更快的传递压力，允许提高试验频率来达到缩短试验周期的目的，从而可以降低研发成本，事实上采用本技术的试验装置，试验时间缩短到原先的1/2甚至1/3，试件越大节约时间的效果越明显。在具体的试验中，根据实际的试验情况，常规的大型工程机械类散热器，一个进口加压方式，最高频率可以做到1hz，如果再提高频率其实际受到的压力就会发生改变，而采用本技术的试验装置，最高频率可以做到3hz。
17.优选地，所述施压组件包括：
18.彼此独立的第一施压子腔和第二施压子腔，所述第一施压子腔与所述第一路径连通，所述第二施压子腔与所述第二路径连通。
19.在本技术优选的一些方案中，进口和出口可以分别通过第一施压子腔和第二施压
子腔来进行施压，在一些具体示例中，施压子腔可以是液压缸的无杆腔或者有杆腔，又或者施压子腔可以形成为可被压缩的囊状封闭腔体。
20.优选地，所述试验装置包括：
21.第一施压构件，所述第一施压构件的部分参与限定所述第一施压子腔，所述第一施压构件被沿着预定轨迹往复运动；
22.第二施压构件，所述第二施压构件的部分参与限定所述第二施压子腔，所述第二施压构件与所述第一施压构件同步运动。
23.以第一施压构件为例，由于第一施压构件的部分参与限定所述第一施压子腔，这意味着第一施压构件在运动时第一施压子腔会扩张或者产生扩张的趋势以及压缩或者产生压缩的趋势。此外，第一施压构件和第二施压构件同步运动，有效地确保两个施压子腔同步地进行施压和解除施压。
24.优选地，所述试验装置包括：
25.第一液压缸，包括第一活塞杆；
26.连接构件，所述第一施压构件、所述第二施压构件和所述第一活塞杆三者均与所述连接构件连接。
27.优选地，所述预定轨迹包括起点和终点，所述试验装置包括与所述第一液压缸连通的阀构件，所述阀构件用于为所述第一液压缸换向，所述阀构件包括在所述第一施压构件自所述起点和所述终点间运动的过程中锁闭所述第一液压缸的工作位。
28.这种锁闭是有利的，有效避免在第一液压缸换向也就是改变第一活塞杆运动方向的过程中，第一活塞杆的位置发生变动而对施压造成影响。但从另外一方面来讲，这种锁闭在本技术中是特别有利的，因为本技术可以非常有效地控制试件内部的介质的温度，以高温为例，现有加热方式仅能勉强将散热器内部的介质达到40摄氏度，而本技术则利用并联于散热器两端的调温构件和泵送构件使将散热器内部的介质达到100摄氏度，如果介质为油甚至可以达到150摄氏度，这取决于介质的类型和沸点，因此无论介质处于高温还是低温，本技术都能够远超现有技术所能够实现的范围，介质的物理状态可能会由此出现变化，这可能进一步在第一液压缸未锁闭的情况下导致试件的进出口施压出现变化，而锁闭避免了这种影响试验精度的变化。
29.优选地，所述试验装置包括两个第二液压缸，所述第一施压子腔位于两个所述第二液压缸中的一者，所述第二施压子腔位于两个所述第二液压缸中的另一者。
30.优选地，所述施压组件包括施压腔，所述第一路径和所述第二路径二者均与所述施压腔连通。
31.在这一示例中，单独的施压腔同时与两条路径连通，有利于试验装置的紧凑化。在这一示例中，单独的施压腔可以为活塞式液压缸的有杆腔或者无杆腔，这种情况下，只需利用油泵、油箱和换向阀例如三位四通阀为单独的活塞式液压缸进行压力油供给和换向操作即可。
32.优选地，所述第一施压构件连接于所述连接构件的第一位置，所述第二施压构件连接于所述连接构件的第二位置，第一活塞杆连接于所述连接构件的第三位置；
33.所述第三位置与所述第一位置之间的距离和所述第三位置与所述第二位置之间的距离相等。
34.这种连接位置上的设置有利于确保第一施压构件和第二施压构件二者受力状况的一致性，可以进一步确保施压的同步性。
35.优选地，所述连接构件为连接杆，所述第一位置和所述第二位置分别为所述连接杆的两端。
36.优选地，所述调温构件包括热交换器和/或电加热器，所述泵送构件为循环泵并被设置为通过变频控制。
37.变频控制的循环泵使得实现流量大小可调，进而确保试件内的介质温度进一步被稳定控制，热交换器应被理解为广义上可以与外部进行热量交换的设备，例如液体与液体之间进行换热的设备，包括但不限于板式换热器等换热器，电加热器可以直接利用电力进行加热，适用于快速加热场合。
38.本技术采用施压组件对试件例如散热器的进口和出口同时施加相同的压力，这确保散热器可以承受压力脉冲试验中的压力脉冲进而确保试验的进行，同时使得试件的进口和出口对外的连通，进而本技术利用并联在试件两端的调温构件和泵送构件对使试件内的介质循环并被加热，既有利于稳定控制试件内的介质的温度，又能够使试件内的介质温度达到或者特别接近实际工况下试件内的介质温度。此外，在试件的进口和出口同时加压的方式，降低由于试件膨胀引起的压力滞后的影响，可以更快的传递压力，允许提高试验频率来达到缩短试验周期的目的，从而可以降低研发成本。
39.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
41.图1示出了根据本技术实施例提供的试验装置的示意图。
42.附图标记：
43.1-第一液压缸；11-第一活塞杆；12-连接杆；
44.2-第二液压缸；21-第二活塞杆；
45.3-散热器；31-进口；32-出口；
46.4-加热器；5-循环泵；6-电磁阀；
47.7-测试路；71-第一路径；72-第二路径；
48.8-加热回路；81-第三路径；82-第四路径；83-第五路径；
49.t-温度测点；p-压力测点。
具体实施方式
50.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
53.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
54.如图1所示，本实施例提供的试验装置包括第一液压缸1、第二液压缸2、加热器4、循环泵5和电磁阀6，以下将结合图1具体描述前述部件的连接关系和工作原理。
55.本实施例中，试验装置用于对待测试件进行压力脉冲试验，为了便于后面描述的展开，这里将首先列举待测试件作为示例，即例如在实施例中，待测试件可以为散热器3。结合本技术的背景技术部分的描述，散热器3属于散热系统例如汽车散热系统中的部件，散热器3的内部流通有冷却液。在实施例中，散热器3包括进口31和与进口31连通的出口32，可以理解的是，冷却液从散热器3的进口31流入散热器3内，并经由散热器3的出口32从散热器3中流出。
56.在实施例中，第二液压缸2的数量为两个，两个第二液压缸2利用自身活塞的运动来建立脉冲压力以及解除脉冲压力。参见图1，两个液压缸分别对应散热器3的进口31和散热器3的出口32来设置，以下将具体说明。具体而言，在实施例中，正如前面提到的，第二液压缸2为活塞式液压缸，首先以图1中位于上方的对应散热器3的进口31设置的第二液压缸2为例，第二液压缸2的无杆腔通过第一路径71(例如为管路，后续提及的路径也可以为管路)与散热器3的进口31连通。第一路径71上例如靠近进口31的位置可以设置有温度测点t和压力测点p，这两处测点可以例如分别外接温度传感器和压力传感器，从而对冷却液的温度和压力进行监测。
57.这里与以上的“无杆腔”对应的是，第二液压缸2还具有“有杆腔”，这是通过第二液压缸2的活塞杆所在的位置来划分的，即活塞杆所在的腔室为有杆腔，另一个不具有活塞杆的腔室为无杆腔。另外，为了便于与以下的第一液压缸1的活塞杆进行区分，本实施例中，将第二液压缸2的活塞杆定义为第二活塞杆21，将第一液压缸1的活塞杆定义为第一活塞杆11。
58.进一步地，仍然参见图1，图1中位于下方的对应散热器3的出口32设置的第二液压缸2通过第二路径72与散热器3的出口32连通。由此，位于上方的第二液压缸2具体为其无杆腔、第一路径71、散热器3、第二路径72以及位于下方的第二液压缸2具体为其无杆腔五者共同形成了测试路7，测试路7内流通有测试介质，对于散热器3而言，本实施例中采用的测试介质为冷却液。以下将对测试路7对散热器3进行压力脉冲测试的过程进行说明。
59.具体地，两个第二液压缸2可以同步动作，也就是说，两个第二液压缸2各自的第二活塞杆21可以同步动作。这样散热器3的进口31和出口32将同时被施加同样的压力并且同时解除施压，这将有效降低因散热器3膨胀和收缩而引起的压力滞后所带来的影响，因此可以更快地传递压力。进而，在以上的两个第二液压缸2和散热器3的连通方式的基础上，这种试验方式允许提供更高的压力频率，从而有效缩短试验周期。以大型工程机械的散热器3为例，应用本实施例的试验装置和试验方式，可以将进行最高3hz的压力脉冲频率，而又能够确保散热器3每次所承受压力是均一的。
60.基于以上试验方式，本实施例提供如下的第一液压缸1来确保以上试验方式的可靠实施。具体地，参见图1，第一液压缸1设置于第二液压缸2的活塞杆所在侧。在实施例中，如以上描述所提及的，第一液压缸1也为活塞式液压缸，其活塞杆区分于第二液压缸2的第二活塞杆21而被定义为第一活塞杆11。有别于第二液压缸2的无杆腔布置于图1中的右侧这种布置方式，第一液压缸1的无杆腔布置于图1中的左侧，也就是说，第一液压缸1的第一活塞杆11位于第二液压缸2所在侧，从而可以驱动两个第二活塞杆21。
61.在实施例中，两根第二活塞杆21和第一活塞根可以均沿着水平方向延伸，试验装置进一步包括与两根第二活塞杆21均连接的连接杆12。作为一种示例，连接杆12可以被设置为沿着竖直方向延伸，连接杆12的上端可以与位于上方的第二活塞杆21的自由端(即左端)连接，连接杆12的下端可以与位于下方的第二活塞杆21的自由端连接。优选的是，第一活塞杆11的自由端(即右端)连接于连接杆12的正中部，相对于第一活塞杆11连接于连接杆12的其余位置而言，有利于进一步确保两个第二液压缸2各自的活塞可以在各自所在的缸体内顺畅运行并进一步确保两个第二液压缸2输出的压力是相同的。
62.进一步地，对于第一液压缸1而言，驱动第一活塞杆11运动的介质被定义为驱动介质，由于驱动介质实质上并不在测试路7进行流通，因此驱动介质并不限于冷却液，例如驱动介质可以为液压油。第一液压缸1经由两条分别与有杆腔和无杆腔连通的输送路径与外部进行驱动介质的交换，以下将具体描述这种交换实现的过程。
63.在实施例中，试验装置的电磁阀6与以上两条输送路径连接。具体地，如图1所示，作为一种示例，电磁阀6可以例如为三位四通阀。三位四通阀包括一个中位和分别位于中位两侧的两个工作位，两条输送路径分别与三位四通阀的上面两个端口连接，三位四通阀的下面两个端口可以分别连接油泵和油箱。
64.在实施例中，三位四通阀被切换至中位时使得试验装置呈锁闭状态，图1中示出的正是这种状态，这里的锁闭状态意味着两条输送路径均被封闭，使得第一液压缸1内的液压油不会流通外部。仍然参见图1，三位四通阀中的左侧工作位使得油泵与第一液压缸1的有杆腔连通且油箱与第一液压缸1的无杆腔连通，这种情况下，油泵向有杆腔供给压力油，使得无杆腔内的液压油回流至油箱，由此第一活塞杆11收缩即向左运动，从而经由连接杆12牵引两根第二活塞杆21解除施加于散热器3的进口31和出口32的压力。
65.类似地，三位四通阀中的右侧工作位使得油泵与第一液压缸1的无杆腔连通且油箱与第一液压缸1的有杆腔连通，这种情况与左侧位正好相反，即油泵向第一液压缸1的无杆腔供给压力油，使得有杆腔内的液压油回流至油箱，这样令第一活塞杆11伸长即向右运动，从而经由连接杆12推动两根活塞杆同时对散热器3的进口31和出口32施加压力。
66.因此，在压力脉冲试验的过程中，按照预定的脉冲频率将三位四通阀在左侧工作
位和右侧工作位之间切换，来建立压力和解除压力。这一过程中，起到锁闭作用的中间工作位是重要的，因为由左侧工作位和右侧工作位中的一者切换到另一者时均要经过中间工作位，中间工作位可以确保在切换过程执行的这一时间段内锁闭试验装置以此确保由两个第二液压缸2提供的压力是稳定的，这有利于提高试验的精度。
67.以上的试验方式的目的在于避免将散热器3的内部与外部实质上隔绝，换言之，在本实施例提供的试验装置中，由于散热器3的进口31和出口32均与对应的第二液压缸2连通，散热器3的内部的冷却液可以和外部进行交换。这使得可以利用本实施例中给出的加热器4来进行加热冷却液，从而模拟散热器3在整车中的实际工况。
68.参见图1，具体地，散热器3的进口31经由第三路径81与加热器4的一端连通，加热器4的另一端经由第四路径82与循环泵5的输出端连通，循环泵5的输入端经由第五路径83与散热器3的出口32连通。如此，相当于加热器4和循环泵5二者彼此串联，并与散热器3形成并联。第三路径81、加热器4、第四路径82、循环泵5、第五路径83和散热器3六者共同形成了加热回路8，以下将具体描述加热回路8的工作方式。
69.如图1所示，在实施例中，加热回路8显然也流通冷却液，在此基础上，在两个第二液压缸2分别解除对散热器3的进口31和出口32的压力时，循环泵5可以借由下次建立压力前的时间间隔工作，而将加热回路8中由加热器4加热的冷却液输送至散热器3内，并使得散热器3内的冷却液从散热器3内排出。这使得散热器3内部的冷却液在试验时能够始终保持或者尽可能接近于散热器3在整车当中时其内部流通的冷却液的温度，从而模拟出散热器3的真实工况。还需要说明的是，在试验开始之前，也就是在第一液压缸1和两个第二液压缸2均未工作的情况下，加热器4和循环泵5可以先进行一定时间的预加热，使得散热器3的内部的冷却液达到本次试验的要求，随后开始试验，而在试验过程中，再执行以上操作来维持散热器3的内部的冷却液的温度。
70.以上所述仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的保护范围，凡是在本技术的创新构思下，利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的保护范围内。