[发明专利]柴油机高海拔冷却空气模拟系统及模拟方法

说明书

一种柴油机高海拔冷却空气模拟系统，包括柴油机、散热器和ECU，柴油机出气口和散热器之间通过冷却液管路循环连接。本系统还包括由液压油箱、液压油泵、比例溢流阀、液压马达和冷却风扇组成的柴油机变海拔变流量冷却系统和由柴油机高海拔进气模拟系统和柴油机高海拔排气模拟系统组成的柴油机低密度介质环境模拟系统，柴油机高海拔进气模拟系统包括进气稳压箱和电动蝶阀，柴油机高海拔排气模拟系统包括排气稳压箱、电动蝶阀和真空泵。所述ECU控制比例调节阀的开度、冷却水泵的转速和电动节温器的开度。本发明可以实现平原环境条件下柴油机0‑5500m海拔冷却空气的模拟，从而有效提高试验精度、合理预测柴油机冷却系统性能。

技术领域

本发明涉及汽车发动机领域，特别是涉及一种柴油机高海拔冷却空气模拟系统及模拟方法。

背景技术

车辆、工程机械等动力装备在高原运行时，由于散热性能变差以及柴油机热负荷增大等导致柴油机出现冷却水易开锅、冷却系统冷却能力下降、机体易过热等问题，并将最终导致柴油机在高原地区持续作业能力和作业强度均存在不同程度的下降。

传统的柴油机冷却系统即由柴油机曲轴通过带传动直接驱动冷却系统部件(水泵、风扇)。这种冷却系统的冷却能力是按照柴油机最大热负荷工况设计的，不能根据柴油机变工况冷却散热需求实时调节，此局限性导致了柴油机传统冷却系统无法适应不同海拔、工况下的冷却需求，造成高海拔下冷却不足或低海拔部分负荷冷却过度，并且机械式冷却系统能耗大，在发动机额定工况下的功耗占发动机有效输出的5％～12％，其以高速状态离合时,给发动机带来较大的热冲击应力。因此，研究不同海拔不同工况下柴油机的散热需求，模拟柴油机高海拔下的冷却空气，具有一定的现实意义。

以发动机为动力源的高原环境试验主要分为高原实地试验和平原实验室模拟试验，由于高原实地试验具有可重复性差、试验周期长、气候参数不可调等种种缺陷，只适合用于实车实地验证，而平原实验室模拟试验具有不受地区、季节及时间限制，可复现自然条件、模拟极值条件，可在相同环境条件下多次重复试验等突出优点，成为研究高原环境对发动机及其驱动系统性能影响的一种理想、经济的最佳方法。但是目前，柴油机高海拔环境模拟系统主要为对其进排气压力的模拟，很难预测发动机冷却系统的性能，所以在平原环境下实现柴油机高海拔冷却空气模拟，可有效提高试验精度、合理预测发动机冷却系统性能。

发明内容

针对现有柴油机高海拔环境模拟系统技术缺陷，本发明提供一种柴油机高海拔冷却空气模拟系统，该系统可以得到柴油机在不同海拔下冷却空气实际流量与模拟流量的比值，在获得不同海拔下柴油机实际冷却流量需求的前提下，可以实现平原环境条件下柴油机0-5500m海拔冷却空气的模拟。

本发明的另一目的是提供上述柴油机高海拔冷却空气模拟系统的模拟方法。

如上构思，本发明的技术方案是：一种柴油机高海拔冷却空气模拟系统，包括柴油机、散热器和ECU，柴油机出气口和散热器之间通过冷却液管路循环连接，冷却液管路上安装节温器和冷却水泵、在柴油机出口与节温器之间的冷却液管路上安装冷却液温度传感器和冷却液流量传感器，在节温器的两个出口处分别安装冷却液流量传感器，在散热器出口的冷却液管路上安装冷却液温度传感器，ECU分别控制冷却水泵控制电机和节温器，且接收上述各个冷却液温度传感器和冷却液流量传感器采集的实际冷却液温度信号和流量信号；其特征在于：还包括柴油机变海拔变流量冷却系统和柴油机低密度介质环境模拟系统；所述柴油机变海拔变流量冷却系统包括液压油箱、液压油泵、比例溢流阀、液压马达和冷却风扇，其中液压油箱、液压油泵和液压马达组成液压循环管路，且该液压循环管路上跨接比例溢流阀，液压马达与液压风扇连接，比例溢流阀接收ECU的控制信号；所述的柴油机低密度介质环境模拟系统包括柴油机高海拔进气模拟系统和柴油机高海拔排气模拟系统，其中，柴油机高海拔进气模拟系统包括进气稳压箱和电动蝶阀，在进气稳压箱入口处安装电动蝶阀，进气稳压箱出口通过连接管路与发动机进气口相连，柴油机高海拔排气模拟系统包括排气稳压箱、电动蝶阀和真空泵，在排气稳压箱出口与真空泵之间连接电动蝶阀，排气稳压箱入口通过连接管路与发动机排气口相连。