开式温控冷却循环系统在热试台架的应用

伊丽莉

摘要：本文首先论述了发动机热试在发动机制造生产过程中的重要性，阐述了热试台架的组成及冷却系统在热试台架运行过程中的作用。分析了现有冷却方式在台架中的应用及不足，从而提出本文中的一种开式温控冷却循环系统，从组成、原理、优势等方面详细的介绍了该系统的设计及应用。

关键词：发动机；热试；开式温控；冷却循环系统

1 引言

随着汽车产业的高速发展，汽车对发动机各项指标的要求也越来越高。在发动机制造过程中，发动机磨合是检测发动机性能指标及可靠性的重要环节[1]。通过热试磨合台架对发动机各项数据的检测和监控，可以对出现的各类故障进行分析和处理，并对各项监测数据进行记录，使得装配线与磨合测试线合为一体，以保证发动机顺利出厂[2]。

发动机在磨合试验过程中需要模拟实际工作环境以判断其运行状态，因此磨合试验台架需要配置外部冷却循环系统维持发动机运行时内部冷却液体的温度在一定的温度范围内可控，以检测机油压力、转速等指标是否符合要求。

2 开式温控冷却循环系统的设计

2.1 系统概述

本文设计了一种适合空间受限并能利用冷冻液进行冷却循环的一种开式温控冷却循环系统，对发动机磨合试验过程中的冷却液体的温度进行控制以保持其在试验规范要求的范围内。其基本运行设置为发动机托盘进入热试台架，与台架进回快插板自动对接；循环水泵开启向发动机注入冷却水，循环水系统监控发动机进回水温度，并通过加热器和补水方式保证温度控制在一定范围之内，发动机热试完成后，系统开启吹水功能，使用压缩空气将发动机内冷却水吹回水箱，避免拆卸水管有水溢出。

2.2 开式循环系统

总体结构组成如图1所示，图中1为1.5m?高位液箱，2为磨合试验台架配置的独立小水箱，3为不锈钢连接管路，4为气控球阀，5为低位液箱，6为1m?标准冷却液桶。

其中高位液箱用于存储冷却液体，放置在高处利用重力补液至磨合试验台架的独立液箱，高位水箱配置液位监控功能和自动补液功能，以保证整体循环系统内液体充足。台架自带体积较小的独立夜箱并配置液位计，可设定停止补水液位、开始补水液位、超低报警液位；内部设置溢流管至低位水箱，防止高温液体溢出台架外部，同时配合加热系统控制冷却水温，设置加热器对液体进行加热以保证发动机运行时进出冷却水温度可调整；冷却液通过加热及冷液补充、溢流控制，以满足试验要求。气控球阀的作用是将低处液体打入高处液箱内，如将低位液箱的液体打入高位液箱中，从而有效保证所有液体箱的液体进行循环，防止溢出浪费。低位液箱的作用是承接发动机实验结束后残液，防止液体浪费。

冷却循环的整体流向为，由冷却液通过气控球阀将冷却液注入高位液箱中，高位液箱中的液体利用重力将冷却液体注入磨合试验台架中的独立小水箱，磨合试验台架中的液体通过气动吹液功能将实验结束后发动机残余的液体注入低位液箱中，低位夜箱中的液体通过气控球阀将多余液体注入到高位液箱中，从而形成一个开式循环系统。

2.4 温控冷却系统

冷却液体的温控实现主要是由磨合试验台架小液箱、低位液箱、补液阀、排液阀、进液阀、回液阀、吹液阀、温度传感器等，其中台架小液箱由液位控制器、加热器、温度传感器、补液阀等组成。

液位控制器带上下液位传感器，低液位补液阀开，液位到达高液位时补液阀关闭停止补液；温度传感器实时监控小夜箱的液体温度，液体温度设置低温点、停止点、高温点3个控制点，当监测到液体温度低于低温点时加热器启动对小夜箱中的液体进行加热并加热到停止点结束，当温度传感器监测到液体温度高于高温点时，补液阀开启注入温度较低的冷却液体至停止点温度关闭，如果注入数量过多，多余液体通过溢液管直接排至低位液箱。发动机在磨合试验台架开启试验时，进液阀、回液阀打开，吹液阀、排液阀关闭，台架的液泵开始工作，液体在小夜箱和发动机的进水口、出水口之间进行循环；发动机试验结束后，液泵停止工作，吹液阀、排液阀打开，进液阀、回液阀关闭，压缩空气通过吹液阀通入管路内进行发动机残液的吹扫，吹出的液体排至溢流管路，汇流至低位液箱。低位液箱配置上下液位传感器及气控球阀关闭维持液体容量。通过加热器和开式循环形式从而有效的维持台架小水箱的温度在一定范围内可控，保证了热试对冷却温度的要求。

3结 论

该开式温控冷却循环系统的设计在于利用开式循环方式解决冷却液的温度控制，同时解决了试验空间有限、发动机冷却液水温控制难的问题，解决了原有發动机磨合试验过程中水源、能耗的浪费，充分利用发动机运行过程中产生的热量以减少生产过程的能耗支出。同时冷却液体可采用防冻液，可有效避免发动机残液变质影响发动机性能的质量问题。

参考文献：

[1]司利增.汽车发动机及其诊断维修[M].北京：电子工业出版社，2006.

[2]发动机热试台架在发动机制造过程中的应用[J].毛晓峰，陈政弘.内燃机.2015（5）

[3]浅谈发动机生产测试方法及其应用[J].谢相勇，王小娟.装配制造技术.2015（7）

[4]发动机热试介绍及故障统计分析[J].左红娟.汽车实用技术.2017（24）