专利名称：大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置。
背景技术：
自1892德国发明家鲁道夫·狄塞尔发明柴油机以来，柴油机得到了非常大的发展，从船用扩大到机车、工程机械、发电等多种领域。由于大功率柴油机功率的不断提高，其热负荷及相关的可靠性问题变得越来越突出，传统采取的优化散热器结构、配置冷却风扇等增加冷却效率的方式已经达到设计极限，为了进一步提高大功率柴油机的功率，而又不至于增大其散热器的尺寸，高温冷却技术逐渐被广泛采用。这种先进技术的应用不仅可以提高冷却装置的散热能力，缩小冷却装置的体积，便于车辆的总体布置，而且还能改善柴油 机燃烧过程状况，提高发动机的经济性。高温冷却的一般冷却温度最高允许为120°C，冷却温度的提高，要求与之配套的冷却液具有更好的高温性能和传热性能。目前，国内权威的检测发动机冷却液性能的标准是NB/SH/T 0521-2010《乙二醇型和丙二醇型发动机冷却液》，其包括理化性能检测和使用性能检测两部分，其中使用性能检测主要是考察冷却液对于冷却系统的防腐蚀能力以及对其他部件的影响，使用性能检测中的模拟使用腐蚀试验是在实验室恒温条件下，评定发动机冷却液在循环过程中对金属试件和冷却系统各部件影响的重要方法，具体的试验方法依照SH/T 0088《发动机冷却液模拟使用腐蚀测定法》标准试验溶液在由贮存器、水泵、散热器及橡胶管组成的封闭系统中，在温度控制在88±3°C且满足一定流量条件下循环1064h，其抗腐蚀性能由贮存器内装有的发动机冷却系统所使用的典型金属试件的失重和目测冷却系统各部件内表面的状态来确定。试验溶液性能变化由在试验周期内定期对从封闭系统中采集的试验溶液进行分析来确定。在SH/T 0088标准的检测试验中，试验温度设定为88±3°C，主要是基于普通发动机的工作温度为80°C 100°C，但对于大功率柴油机而言，由于其热负荷的提高，工作温度最高可达120°C，现有标准检测试验中的试验温度显然不能适用于来评定大功率柴油机冷却液的使用性能。在SH/T 0088标准试验装置中，管路的连接采用汽车使用的橡胶管，不能承受高温高压的试验环境，存在安全隐患。同时SH/T 0088标准试验装置不能够用于评定冷却液与多种非金属材料的相容性以及冷却液对冷却系统散热能力的影响。
发明内容针对现有SH/T 0088标准试验装置试验条件设定的局限性以及试验功能的单一性，本实用新型的目的在于解决采用现有标准试验装置进行大功率柴油机冷却液模拟使用试验存在的问题，提供一种冷却液多功能模拟使用评定装置。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于主要由水泵、变频调速电机、恒温试验箱A、恒温试验箱B、金属试件、非金属试件、散热器、防爆电加热器以及传热性能试验单元组成。所述金属试件放置在恒温试验箱A中，所述非金属试件放置在恒温试验箱B中，恒温试验箱A上部的出液口与恒温试验箱B下部的进液口连接，恒温试验箱A下端的进液口与水泵连接，恒温试验箱B上端的出液口与传热性能试验单元连接。所述水泵、恒温试验箱A、恒温试验箱B、传热性能试验单元、散热器、防爆电加热器依次串联构成冷却液密闭循环回路。所述冷却液密闭循环回路中的连接管路均采用不锈钢管。所述散热器的上方设有膨胀水箱。所述流量计并联在冷却液密闭循环回路中，流量计不参与长时间的考核和高温性能试验，以保护流量计和延长流量计的使用寿命。所述恒温试验箱A和恒温试验箱B均设有上盖，所述上盖上分别固接金属试件架和非金属试件架，金属试件架上放置金属试件，非金属试件架上放置非金属试件。所述恒温试验箱B与散热器之间的管段上安装有传热性能试验单元。所述传热性能试验单元与散热器之间的管段上安装有调压阀。所述的传热性能试验单元包括温控装置、传热实验装置、小流量传感器、温度测量模块。所述的温度测量模块与传热实验装置并联连接，温控装置用于辅助调整传热实验装置入口温度。所述的传热实验装置是一个标准的隔热管段，内部设有加热装置，通过直流电源精确加热，采用温度测量模块测量管段温度，用小流量传感器测量流量，从而换算出冷却液的对流换热系数。有益效果I、采用防爆电加热器，工作温度最高可达120°C，弥补SH/T 0088标准台架工作温度仅为88°C，不适用于评定大功率柴油机冷却液的使用性能这一缺陷；2、在SH/T 0088标准台架的基础上，增加了恒温试验箱B，用于评定冷却液与非金属材料的相容性；3、在SH/T 0088标准台架的基础上，增加了传热性能试验单元，用于评定冷却液的传热性能；4、采用变频调速电机控制水泵转速，降低了试验台的噪音；5、连接管路均采用不锈钢管，摒弃橡胶软管，确保高温试验时的稳定性和安全性；6、控制系统具备手动和自动控制功能，具有较为完善的压力和温度报警功能，可无人职守运行。7、集三种功能于一体，结构紧凑，使用方便，能够同时对大功率柴油机冷却液的模拟使用腐蚀、非金属材料相容性以及换热性能做出精确评价。

图I大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置。图中1、水泵；2、变频调速电机；3、恒温试验箱A ;4、金属试件架；5、金属试件；6、恒温试验箱B ;7、非金属试件架；8、非金属试件；9、传热性能试验单兀；10、散热器；11、防爆电加热器；12、膨胀水箱；13、流量计；14、调压阀；15、直流调速电机；16、风扇；17、小流量传感器；18、温控装置；19、传热实验装置；20、温度测量模块
具体实施方式
参照附图1，本实用新型的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置主要由水泵I、变频调速电机2、恒温试验箱A3、恒温试验箱B6、金属试件5、非金属试件8、散热器10、防爆电加热器11以及传热性能试验单元9组成。所述恒温试验箱A3内设有金属试件架4,所述金属试件固定在金属试件架上,所述恒温试验箱B6内设有非金属试件架7,所述非金属试件固定在非金属试件架上。恒温试验箱A上部的出液口与恒温试验箱B下部的进液口连接，恒温试验箱A下端的进液口与水泵I连接，恒温试验箱B上端的出液口与传热性能试验单元9连接。散热器10、防爆电加热器11依次串联在冷却液密闭循环回路中。所述散热器的上端设有膨胀水箱12。所述散热器的出液口与防爆电加热器的入液口相连。流量计13并联在冷却液密闭循环回路中。所述传热性能试验单元与散热器之间的管段上安装·有调压阀14。水泵I由变频调速电机2驱动。传热性能试验单元9串联接入冷却液密闭循环回路中，包括小流量传感器17、温控装置18、传热实验装置19、温度测量模块20。所述温度测量模块与传热实验装置并联连接。主要技术参数I、液体流速在O 6m/s范围内可调2、控制温度在常温 120°C范围内可调3、系统最高工作压力术I. OMPa4、运行时间1064h工作原理在模拟大功率柴油机冷却系统时，冷却液通过水泵驱动，按水泵、恒温实验箱A、恒温试验箱B、传热性能试验单元、调压阀、散热器、加热器的顺序，在整个管路系统中流动。控制系统温度为120°C且满足一定流量条件下使冷却液循环流动1064h，其抗高温腐蚀性能由恒温试验箱A中装有的柴油机冷却系统所使用的典型金属试件的失重确定；冷却液与非金属材料相容性由恒温试验箱B中装有的柴油机冷却系统所使用的非金属试件的质量、硬度、体积等变化量确定；冷却液传热性能通过对标准的隔热管段温度及流量的测量，换算出冷却液的对流换热系数而确定。冷却液的性能变化由在试验周期内定期对从冷却液密闭循环回路中采集的样品进行分析来确定。操作方法将配制好的冷却液由膨胀水箱的加液口注入冷却液密闭循环回路，开动电机，带动水泵，接通防爆电加热器，使循环回路中冷却液温度上升到试验温度，循环回路的压力通过膨胀水箱上部的空气蒸汽阀进行调节，通过压力调节满足系统最高温度的要求。通过调节变频调速电机的转速来调节水泵转速，进而调节水泵流量，以满足循环回路中冷却液流速的需求。系统运行稳定后，读取标准隔热管段测量温度和小流量传感器测量的流量，换算出冷却夜的对流换热系数。除每IOOh停机保养O. 5 Ih以外，试验应连续运转。在停机期间检查水箱液面，如果液面降低，则需补充冷却液。按此方式，直到完成1064h为止。停机后，卸下金属试件及非金属试件 ，进行分析测量。
权利要求1.一种大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于包括水泵、变频调速电机、恒温试验箱A、恒温试验箱B、金属试件、非金属试件、散热器、防爆电加热器以及传热性能试验单元；所述金属试件放置在恒温试验箱A中，所述非金属试件放置在恒温试验箱B中，恒温试验箱A上部的出液口与恒温试验箱B下部的进液口连接，恒温试验箱A下端的进液口与水泵连接，恒温试验箱B上端的出液口与传热性能试验单元连接。
2.根据权利要求I所述的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于水泵、恒温试验箱A、恒温试验箱B、传热性能试验单元、散热器、防爆电加热器依次串联构成冷却液密闭循环回路。
3.根据权利要求I所述的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于所述散热器的上方设有膨胀水箱。
4.根据权利要求2所述的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于流量计并联在冷却液密闭循环回路中，不参与长时间的考核和高温性能试验。
5.根据权利要求I所述的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于所述恒温试验箱A和恒温试验箱B均设有上盖，所述上盖上分别固接金属试件架和非金属试件架，金属试件架上放置金属试件，非金属试件架上放置非金属试件。
6.根据权利要求I所述的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于所述恒温试验箱B与散热器之间的管段上安装有传热性能试验单元。
7.根据权利要求I所述的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于所述传热性能试验单元与散热器之间的管段上安装有调压阀。
8.根据权利要求I所述的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于传热性能试验单元包括温控装置、传热实验装置、小流量传感器、温度测量模块。
9.根据权利要求2所述的大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，其特征在于冷却液密闭循环回路中的连接管路均采用不锈钢管。
专利摘要本实用新型涉及一种大功率柴油机冷却液多功能模拟使用评定装置，主要由水泵、变频调速电机、恒温试验箱A、恒温试验箱B、金属试件、非金属试件、散热器、防爆电加热器以及传热性能试验单元组成。水泵、恒温试验箱A、恒温试验箱B、传热性能试验单元、散热器、防爆电加热器依次串联构成冷却液密闭循环回路。恒温试验箱A用于放置和固定金属试件，恒温试验箱B用于放置和固定非金属试件。传热性能试验单元包括温控装置、传热试验装置、小流量传感器、温度测量模块。本实用新型结构紧凑，使用方便，能够同时对大功率柴油机冷却液的高温模拟使用腐蚀性能、非金属材料相容性以及传热性能做出精确评价。
文档编号G01N17/00GK202793994SQ20122039360
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者陈今茂, 易如娟, 冷观俊 申请人:中国人民解放军总后勤部油料研究所