一种多温度控制系统的制作方法

本实用新型属于发动机测试领域，涉及一种多温度控制系统。

背景技术：

汽车技术的发展很大程度上取决于试验技术的发展，国内外技术处于领先地位的汽车公司都拥有先进的测试技术和完整的试验设施。发动机测试技术是汽车测试技术的一个重要组成部分，也是最复杂的一个部分，其是汽车发动机生产线上必备的检测流程。

在发动机的常规性能试验中，涉及到的参数主要有发动机的功率、扭矩、转速、燃油消耗量和燃油消耗率、燃油温度、润滑油压力和温度、进气压力和温度、排气温度和压力、冷却水的进出口温度等。其中，在发动机测试过程中，往往需要利用温控设备对发动机的水温和油温进行控制。

现有技术中的一种温控设备，采用储能罐(冷罐与热罐)实现发动机水温和油温的急速升温或降温，但这种方法在温度控制上存在精度不高和稳定性差的缺点。为此，业界常采用另一种控制发动机水温和油温的温控设备，利用进出热交换器的冷却水作为冷却系统，发动机的冷却液或油等液体一部分流经热交换器，另一部分流经加热器，其中，流经热交换器的液体在热交换器中与冷却系统进行热交换散热，温度会明显降低，形成低温液体；流经加热器的液体则由于未经热交换散热，温度较高，为高温液体，根据实际情况，高温液体还可以经加热器进行加热，使得温度更高；高温液体和低温液体经过三通阀后进行混合，通过控制三通阀实现控制高温液体和低温液体的流量配比，使高温液体和低温液体按照一定比例进行混合，使得混合后的液体的温度达到设定要求，从而实现发动机水温和油温的控制。另一方面，该温控设备还设置了循环泵，当发动机停止运转时，启动循环泵，使发动机的冷却液或油继续在温控设备中进行循环，可以达到保持水温或油温恒定的目的。但该温控设备还是存在如下一些问题：需要采用三通阀控制高温液体和低温液体的流量配比，一方面，三通阀较普通阀门成本高；另一方面，三通阀控制高温液体和低温液体的流量配比的精度低，导致最终发动机水温和油温的控制精度差；而且当发动机停止运转时，该温控设备的循环泵启动后，会导致发动机的冷却液或油进入发动机中推动发动机的油泵或水泵运转，对发动机造成损伤。

另一方面，在测试过程中，发动机的水温或油温往往需要在多个温度区间内迅速变动，这就对温控设备的要求很高，需要其在很短的时间内使待测试发动机的水温或油温迅速变动到设定温度范围内。现有技术中，在针对这种情况时，往往只能采用多个储能罐，每个储能罐的温度区间都不同，根据需要，选择合适的储能罐参与工作。但储能罐占地面积大，成本高昂，而且控制精度也不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多温度控制系统，旨在解决现有技术中温控设备采用三通阀成本高，而且无法实现待测试发动机内的液体温度在大范围多区间内高效精准控制的缺点。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多温度控制系统，用于对待测试发动机内的液体进行多区间的温度控制，包括多个温度控制模块、热交换单元、第一动力泵、第二动力泵、温控进水管和温控出水管，

所述热交换单元包括温控进水端、温控出水端、热交换入口端和热交换出口端；

所述热交换单元的热交换入口端通过一连接管道与所述待测试发动机的出口端连通，热交换出口端通过另一连接管道与所述待测试发动机的入口端连通；

每个所述温度控制模块的出口端均通过一出水管道与所述温控进水管的一端连通，所述温控进水管的另一端与所述热交换单元的温控进水端连通；

每个所述温度控制模块的入口端均通过一进水管道与所述温控出水管的一端连通，所述温控出水管的另一端与所述热交换单元的温控出水端连通；

所述连接管道或所述另一连接管道上设有第一动力泵；

所述温控出水管上设有第二动力泵；

每个所述出水管道上均设有控制阀门；

多个所述温度控制模块用于提供不同区间温度的冷却液从所述温度控制模块的出口端流出。

进一步的，所述多温度控制系统还包括中央控制器，所述中央控制器分别与所述第一动力泵、所述第二动力泵、多个所述温度控制模块和所述控制阀门连接。

进一步的，每个所述温度控制模块均包括热交换器、第一管道、第二管道和加热器，

所述第二管道的入口端与所述热交换器的出口端连通，所述第二管道的出口端与所述出水管道连通；

所述第一管道的入口端与所述进水管道连通，所述第一管道的出口端与所述热交换器的入口端连通；

所述加热器设置于所述第一管道上，用于对流经所述加热器的液体进行加热；

所述热交换器用于对流经其的液体进行散热降温；

所述中央控制器控制所述热交换器以及所述加热器的工作状态。

进一步的，所述热交换器包括冷却水进水管和冷却水排水管，所述冷却水进水管的出口端与所述热交换器的冷却水入口端连通，所述冷却水排水管的入口端与所述热交换器的冷却水出口端连通。

进一步的，所述冷却水进水管上设有冷却水进水阀，所述中央控制器控制所述冷却水进水阀的开启比例。

进一步的，每个所述温度控制模块均还包括循环驱动单元和第三管道；

所述第三管道的一端与所述第一管道的入口端连通，另一端与所述第二管道的出口端连通；

所述第三管道上设有第三阀门，所述中央控制器控制所述第三阀门的开启比例；

当所述控制阀门关闭时，所述循环驱动单元用于驱动管道内的液体在所述第一管道、所述热交换器、所述第二管道和所述第三管道内进行循环。

进一步的，在所述进水管道上设有入口阀门，所述中央控制器控制所述入口阀门的开启比例。

进一步的，所述循环驱动单元设置于所述第一管道或所述第二管道上。

进一步的，所述循环驱动单元包括循环泵和循环泵阀门，所述循环泵阀门与所述循环泵并联设置于所述第一管道或第二管道上，所述中央控制器控制所述循环泵和所述循环泵阀门的工作状态。

进一步的，所述循环泵与所述循环泵阀门为联锁控制，当所述控制阀门关闭时，所述循环泵工作，所述循环泵阀门关闭；当所述控制阀门开启时，所述循环泵阀门开启，所述循环泵停止工作。

进一步的，每个所述温度控制模块均还包括膨胀罐，所述膨胀罐与所述第一管道或所述第二管道连通。

进一步的，每个所述温度控制模块均还包括入口温度传感器和出口温度传感器，

所述入口温度传感器用于测定从所述第二管道的出口端流入所述出水管道内的液体的温度；

所述出口温度传感器用于测定从所述进水管道流入所述第一管道的入口端的液体的温度；

所述中央控制器接收所述出口温度传感器和入口温度传感器测定的数据。

进一步的，所述连接管道和所述另一连接管道上均设有温度传感器，用于测定管道内的液体温度，所述中央控制器接收所述温度传感器测定的数据。

进一步的，所述待测试发动机内的液体为发动机冷却液或机油。

进一步的，所述温度控制模块的数量为2-10个。

进一步的，所述温度控制模块的数量为3个，分别为第一温度控制模块、第二温度控制模块和第三温度控制模块，

所述第一温度控制模块的出口端流出的冷却液的温度为0-30℃；

所述第二温度控制模块的出口端流出的冷却液的温度为31-60℃；

所述第三温度控制模块的出口端流出的冷却液的温度为61-110℃。

与现有技术相比，本实用新型提供的多温度控制设备可以通过中央控制器控制相应的阀门和工作泵的工作状态，实现待测试发动机内的液体温度在大范围多区间内的高效精准控制，而且其中的温度控制模块采用普通阀门取代了现有技术中采用的三通阀，成本大大降低。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种多温度控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种多温度控制系统中温度控制模块的结构示意图。

其中，10-温度控制模块；20-热交换单元；30-第一动力泵；40-第二动力泵；50-温控进水管；60-温控出水管；70-待测试发动机；80-出水管道；90-进水管道；81-控制阀门；91-入口阀门；110-中央控制器；1-第一管道；2-第二管道；3-第三管道；4-热交换器；5-待测试发动机；11-加热器；13-出口温度传感器；21-循环单元；23-入口温度传感器；24-膨胀罐；211-循环泵；212-循环泵阀门；31-第三阀门；41-冷却水进水管；42-冷却水排水管；43-冷却水进水阀。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种多温度控制系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型提供了一种多温度控制系统，用于对待测试发动机70内的液体进行多区间的温度控制，包括多个温度控制模块10、热交换单元20、第一动力泵30、第二动力泵40、温控进水管50和温控出水管60，

所述热交换单元20包括温控进水端、温控出水端、热交换入口端和热交换出口端；

所述热交换单元20的热交换入口端通过一连接管道(图中未标出)与所述待测试发动机70的出口端连通，热交换出口端通过另一连接管道(图中未标出)与所述待测试发动机70的入口端连通；

每个所述温度控制模块10的出口端均通过一出水管道80与所述温控进水管50的一端连通，所述温控进水管50的另一端与所述热交换单元20的温控进水端连通；

每个所述温度控制模块10的入口端均通过一进水管道90与所述温控出水管60的一端连通，所述温控出水管60的另一端与所述热交换单元20的温控出水端连通；

所述连接管道或所述另一连接管道上设有第一动力泵30；

所述温控出水管50上设有第二动力泵40；

每个所述出水管道80上均设有控制阀门81；

多个所述温度控制模块10用于提供不同区间温度的冷却液从所述温度控制模块10的出口端流出。

在本实用新型的方案中，所述待测试发动机70内的冷却液经第一动力泵30送至热交换单元20，实现热交换后，返回所述待测试发动机70内。其中，热交换单元20内用于交换的冷却液温度是可调的，因为多个所述温度控制模块10提供不同区间的冷却液给所述热交换单元20，当所述热交换单元用于热交换的冷却液温度处于区间A时，开启某一温度控制模块出水管道上的控制阀门，关闭其他温度控制模块出水管道上的控制阀门，由第二动力泵40驱动这一温度控制模块提供冷却液；当所述热交换单元20用于热交换的冷却液温度处于区间B时，则开启另一温度控制模块出水管道上的控制阀门，关闭其他控制阀门，由由第二动力泵40驱动这另一温度控制模块提供冷却液给所述热交换单元20。以此类推，可根据所述待测试发动机70内所需的液体温度，确定合适的热交换单元20所需冷却液的温度，选择对应的温度控制模块，这样就可以在短时间内迅速实现待测试发动机70内液体的大范围多区间的温度变化控制。

可选的，所述多温度控制系统还包括中央控制器110，所述中央控制器110分别与所述第一动力泵30、所述第二动力泵40、多个所述温度控制模块10和所述控制阀门81连接。中央控制器110控制这些装置的工作状态，根据需要，驱动所述第一动力泵30开启或关闭，驱动所述第二动力泵40的开启或关闭，分别控制所述多个所述温度控制模块10的工作状态，控制多个所述控制阀门81的开启比例。

进一步的，每个所述温度控制模块10均包括热交换器4、第一管道1、第二管道2和加热器11，

所述第二管道2的入口端与所述热交换器4的出口端连通，所述第二管道2的出口端与所述出水管道80连通；

所述第一管道1的入口端与所述进水管道90连通，所述第一管道1的出口端与所述热交换器4的入口端连通；

所述加热器11设置于所述第一管道1上，用于对流经所述加热器11的液体进行加热；

所述热交换器4用于对流经其的液体进行散热降温；

所述中央控制器110控制所述热交换器4及所述加热器11的工作状态。当温度控制模块10的出口端的液体的温度(即所述第二管道2流入所述出水管道80的液体的温度)高于设定温度时，中央控制器110控制热交换器4工作，而加热器11不工作，此时，进水管道90内的液体通过第一管道1进入热交换器4中散热，达到使所述液体降温的目的；当温度控制模块10的出口端的液体的温度(即所述第二管道2流入所述出水管道80的液体的温度)低于设定温度时，中央控制器110控制热交换器4停止工作，所述液体的温度会升高，当液体温度升高缓慢，与设定温度温差较大时，可以启动加热器11使其工作，此时，流经所述加热器11的液体温度会升高，使所述液体的温度升高至设定温度。

进一步的，所述热交换器4包括冷却水进水管41和冷却水排水管42，所述冷却水进水管41的出口端与所述热交换器4的冷却水入口端连通，所述冷却水排水管42的入口端与所述热交换器4的冷却水出口端连通。冷却水从所述冷却水进水管41流入所述热交换器4，从所述冷却水排水管42流出所述热交换器4。

作为上述实施例的改进，优选的，所述冷却水进水管41上设有冷却水进水阀43，所述中央控制器110控制所述冷却水进水阀43的开启比例。控制冷却水进水阀43的开启比例，可以控制热交换器4的冷却效率，当温度控制模块10的出口端的液体的温度比设定温度高时，中央控制器110控制冷却进水阀43开启，温差越大，冷却水进水阀43的开启比例也就越大，进入所述热交换器4的冷却水流量越大，使得所述液体在热交换器4中的散热越快，从而保证温度控制模块10的出口端的液体的温度保持在设定温度内。

作为本实用新型的改进，每个所述温度控制模块10还包括循环驱动单元21和第三管道3；

所述第三管道3的一端与所述第一管道1的入口端连通，另一端与所述第二管道2的出口端连通；

所述第三管道上3设有第三阀门31，所述中央控制器110控制所述第三阀门31的开启比例；

当所述控制阀门81关闭时，所述循环驱动单元21用于驱动管道内的液体在所述第一管道1、所述热交换器4、所述第二管道2和所述第三管道3内进行循环。在本实施例中，设置了循环驱动单元21和第三管道3，使所述第一管道1、第二管道2、第三管道3组成了一个内循环，当所述控制阀门81关闭时，循环驱动单元21可以驱动所述液体在上述内循环中进行循环，从而保持在内循环中的液体的温度的恒定；而当所述控制阀门81开启时，可以通过关闭循环驱动单元21和第三阀门3，使内循环中的液体与所述热交换单元20组成外循环，而此时，所述液体的温度为设定的恒定温度，基本不需在进行加热操作，可以是所述热交换单元20快速进入有效工作状态。而且，通过设置第三管道3，可以保证内循环只在第一管道1、第二管道2和第三管道3中进行，而不进入出水单元80中，可以有效地多个防止温度控制模块10之间相互影响，导致温度控制不精确。

进一步的，在所述进水管道90上设有入口阀门91，所述中央控制器110控制所述入口阀门91的开启比例。设置入口阀门91的目的，是为了防止当所述控制阀门81关闭时，外循环中的液体通过进水管道90进入内循环中。

可选的，所述循环驱动单元21设置于所述第一管道1或所述第二管道2上。

进一步的，所述循环驱动单元21包括循环泵211和循环泵阀门212，所述循环泵阀门212与所述循环泵211并联设置于所述第一管道1或第二管道2上，所述中央控制器110控制所述循环泵211和所述循环泵阀门212的工作状态。当所述控制阀门81关闭时，所述循环泵211作为内循环的动力输出装置。

优选的，所述循环泵211与所述循环泵阀门212为联锁控制，当所述控制阀门81关闭时，所述循环泵211工作，所述循环泵阀门212关闭，此时进入内循环阶段；当所述控制阀门81开启时，所述循环泵阀门212开启，所述循环泵211停止工作，其中所述循环泵阀门212的开度为可调节。

优选的，每个所述温度控制模块10均还包括膨胀罐24，所述膨胀罐24与所述第一管道1或者第二管道2连通。设置膨胀罐24的目的在于：一方面，当温度升高导致液体体积膨胀时，所述膨胀罐24可以吸收多余的液体；另一方面，当温度降低导致液体体积收缩时，所述膨胀罐24可以补充液体至系统中。

进一步的，每个所述温度控制模块10均还包括出口温度传感器13和入口温度传感器23，

所述入口温度传感器23用于测定从所述第二管道2出口端流入所述出水管道80内的液体的温度；

所述出口温度传感器13用于测定从所述进水管道90流入所述第一管道1的入口端的液体的温度；

所述中央控制器110接收所述出口温度传感器13和入口温度传感器23的数据。

优选的，所述连接管道和所述另一连接管道上均设有温度传感器(未标出)，用于测定管道内的液体温度，所述中央控制器110接收所述温度传感器测定的数据。所述中央控制器110根据所述温度传感器测定的温度，选择对应的温度控制模块10工作。

优选的，所述待测试发动机5内的液体为发动机冷却液或机油。本实用新型的多温度控制系统既可以用于发动机冷却液的温度控制，也可以用于发动机机油的温度控制。

可选的，所述温度控制模块10的数量为2-10个。

优选的，所述温度控制模块10的数量为3个，分别为第一温度控制模块、第二温度控制模块和第三温度控制模块，

所述第一温度控制模块的出口端流出的冷却液的温度为0-30℃；

所述第二温度控制模块的出口端流出的冷却液的温度为31-60℃；

所述第三温度控制模块的出口端流出的冷却液的温度为61-110℃。

本实用新型提供的多温度控制系统的工作过程如下：

首先根据试验需求，将需要实现的温度曲线(t-s曲线)输入所述中央控制器110；

所述中央控制器110接收设置于所述连接管道和/或所述另一连接管道上的温度传感器测定的温度数据，并根据设定的控制温度和实际温度选择合适的冷却液温度区间，然后控制对应的温度控制模块10开始工作，此时，中央控制器110会打开该温度控制模块对应的出水管道80上的控制阀门81，进水管道90上的入口阀门91，而关闭其他温度控制模块对应的控制阀门和入口阀门，这样，特定的温度控制模块接入所述热交换单元20参与外循环，而其他的温度控制模块继续进行内循环，保持各自的温度区间。

特定的温度控制模块开始工作时，所述中央控制器110通过这一温度控制模块对应的出口温度传感器和入口温度传感器监控温度控制模块输出的冷却液的温度，当液体的目标设定温度大于实测温度时，所述中央控制器110调整冷却水进水阀43的开启比例，使进入所述热交换器4中的冷却水流量变少，从而达到温度控制模块输出的冷却液的温度升高的目的，当升温效果不明显时，可以启动所述加热器11，使液体的温度上升更快；当液体的目标温度小于实测温度时，所述中央控制器110控制加热器11关闭，并调整冷却水进水阀43的开启比例，使进入所述热交换器4中的冷却水流量变大，从而达到温度控制模块输出的冷却液的温度降低的目的。

另一方面，当温度控制模块参与外循环工作，对应的出水管道80上的控制阀门81和进水管道90上的入口阀门91打开时，所述出口阀门12、所述入口阀门22、循环泵阀门212均处于开启状态，而第三阀门31处于关闭状态，循环泵211停止工作；当温度控制模块不参与外循环工作，对应的出水管道80上的控制阀门81和进水管道90上的入口阀门91关闭时，，所述出口阀门12、所述入口阀门22、循环泵阀门212均处于关闭状态，而第三阀门31处于开启状态，循环泵211启动，此时，进入内循环，保证第一管道1、第二管道2和第三管道3内的液体的温度恒定。

当中央控制器110检测到待测试发动机70内的液体温度需要急剧变化时，正在参与外循环工作的工作控制模块已无法迅速的满足需求时，中央控制器110会控制正在工作的工作控制模块对应的出水管道80上的控制阀门81和进水管道90上的入口阀门91关闭，使其进入内循环，而另行选择合适的冷却液温度区间对应温度控制模块，重复上述操作使其进入外循环工作中。这样，通过上述操作，中央控制器110可以控制相应的阀门开启或关闭，以及相应的泵的工作状态，实现待测试发动机内的液体温度在大范围多区间内的高效精准控制。

本实用新型提供的多温度控制设备可以通过中央控制器控制相应的阀门和工作泵的工作状态，实现待测试发动机内的液体温度在大范围多区间内的高效精准控制，而且其中的温度控制模块采用普通阀门取代了现有技术中采用的三通阀，成本大大降低。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。