[发明专利]一种发动机冷却系统台架气蚀测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机冷却系统台架气蚀测试方法。

背景技术

发动机冷却系统开发中，因多采用离心式水泵，所以在开发之初要考虑冷却系统中存在的气蚀现象是否会对发动机冷却系统产生影响。目前没有一种方便、快捷、准确的试验方法检测气蚀的发生情况。

气蚀的概念及产生气蚀的机理：离心泵运转时，液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降，在叶片入口附近液体压力很低(冷却系统中压力最低区域)，此后由于叶轮对液体压力作功，液体压力很快上升，当叶轮叶片入口附近的压力小于液体输送温度(冷却液温度)下的饱和蒸汽压力时，液体就汽化。同时使溶解在液体内的气体逸出，它们形成许多气泡，当气泡随流体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于气泡内的气体压力，则气泡又重新凝结溃灭形成空穴，瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然增加。这样不仅阻碍了液体正常流动，尤为重要的是，如果这些气泡在叶轮壁面溃灭时，连续的打击金属表面，其撞击频率很高，于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。(饱和蒸汽压：一定温度下，与同种物质的液态或固态处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫作饱和蒸汽压，它随温度的升高而增加。)如果发动机冷却系统设计存在气蚀缺陷，水泵的叶轮在长期气蚀的腐蚀下，叶轮会遭到破坏无法正常工作。最终导致发动机因水泵供水不正常而损坏。

发明内容

本发明目的在于提供一种发动机冷却系统台架气蚀测试方法，能够方便、快捷、准确地检测发动机的气蚀发生情况。

实现本发明目的技术方案：

一种发动机冷却系统台架气蚀测试方法，其特征在于：在发动机膨胀水箱或卸压阀上设置放气口，加注冷却液至膨胀水箱下限，发动机在最大净功率转速油门全开工况运转，冷却液温度控制在一定温度范围内，通过放气缓慢降低冷却系统压力，同时检测冷却液流量，当冷却液流量下降3％时，记录此时发动机水泵入口处的压力，该压力即为气蚀压力。

本发明具有的有益效果：

本发明通过放气缓慢降低冷却系统压力，在水泵转速不变的情况下，水泵流量下降，说明经过水泵的冷却介质发生了气蚀，产生气泡了。根据多次试验发现流量下降在3％的情况以下，水泵没有遭到气蚀的破坏，所以，以冷却液流量下降3％时对应发动机水泵入口处的压力定为气蚀压力。冷却系统设计目标是希望发生气蚀状况时冷却系统压力越低越好，发生气蚀的区域越小越好，这样我们根据这个试验结果很容易判断发动机冷却系统是否存在气蚀的风险，和改进目标的方向了。本发明的测试方法简便宜行，且测试准确。

具体实施方式

在发动机进水管处设置冷却液流量计，用以检测冷却液流量。在发动机水泵入口处设置压力变送器和温度传感器，用以检测压力和冷却液温度。

在发动机膨胀水箱或卸压阀上设置放气口，低温下加注冷却液至膨胀水箱下限，发动机在最大净功率转速油门全开工况运转，冷却液温度控制在95℃±2℃内，在冷却液流量稳定的情况下，通过放气缓慢降低冷却系统压力，同时检测冷却液流量，当冷却液流量下降3％时，记录此时发动机水泵入口处的压力，该压力即为气蚀压力。记录该温度下，冷却液流量和对应发动机水泵入口处的压力的试验数据。

将发动机停止冷机到常温，在低温下加注冷却液至膨胀水箱下限，按照以上的试验方法进行冷却液温度为100℃±2℃、105℃±2℃、110℃±2℃、115℃±2℃、120℃±2℃、125℃±2℃条件下的测试。

通过数据分析曲线将某一温度下的压力和流量下降的关系找出，标出流量下降3％的压力点。将不同的温度和相对应的气蚀压力点绘制出气蚀趋势图。