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汽车行业冷热冲击试验箱的特点

文章来源:巨亚检测仪器 浏览次数:1449发布时间:2018-09-20

冷热冲击试验是考核发动机可靠性的重要试验项目,而冷热冲击试验箱的关键控制技术是保证温度和运行时间的准确性,现代发动机的许多零部件都是在极为苛刻的条件下工作的,因此在试验台架上使发动机受到较大的实际交变负荷及热负荷,并提高单位时间的交变次数,以期在较短的时间内验证发动机的可靠性,已成为产品开发及质量验证的关键项目。

冷热冲击试验箱

汽车行业冷热冲击试验箱的特点:


1、储能槽容积的特点

要使热工况时的水温快速降至低工况的规定,储能槽的容积应精确计算。在冷冲击工况时,将该冷却液快速泵入发动机,使发动机内的冷却液温度从102℃迅速降至29℃附近。试验室提供的冷却界质为7±2℃冷冻水,要将发动机冷却液从102℃降至29 0C,储能槽内冷却液的温度越低,所需“储能”的冷却液就越少,但对热交换器的交换面积和交换效率要求就越高;反之,为节约交换器空间,减少交换器面积,交换器的冷却能力就会降低,在相同时间内,储能槽内冷却液的温度就会升高,要想将发动机冷却液从102℃降至29℃,需要“储能”的冷却液就会越多。通过对可放置交换器的位置空间和7℃冷冻水的流量等因素考虑,最终决定将储能槽内冷却液的温度控制在15℃,这样就可以算出储能槽的容积。

试验发动机冷却液加注量为6.71,要想将6.71的冷却液从102℃降至29 0C,由于同一物质的比热容相同,根据能量守恒定律可知,相同物质相同质量相同温度所含能量亦相同。又由于热能具有传递性,即从高的一端传到低的一端,如此可知6.7升102℃冷却液与15℃的冷却液混合后,必然会发生102℃冷却液的热能传递给15℃的冷却液,使之温度趋衡。那么要多少升的15℃冷却液与6.71102℃冷却液混合,混合后的温度为29℃呢?根据上面的原理与现象,假设15℃冷却液容量为X升,根据加权平均法得出等式:(X*15+6.7*102)=(X+6.7)*29,求得X=34.91,要想满足控制要求,至少需要34.9升的冷却液。考虑到冷却液膨胀、15℃冷却液温度的波动幅度和其它因素,储能槽的容积初步设计为55升。


2、热交换器的特点

根据前面计算结果,要将6.71冷却液从102℃降至29 0C,需要15℃的冷却液至少34.91,加上管路和中的冷却液约81,最后得出需要降温的冷却液的容积约在431左右,结合试验室内7℃冷冻水的流量和温度波动、未来发动机的适应性等因素,我们将交换器的交换面积定为6m2。

将选型好的储能槽和热交换器进行组装,集成为一个专用于冷冲击循环的子系统 。

 

3、冷热冲击试验箱的使用效果

试验发动机用改进后的冷热冲击试验箱按表1所示的冷热冲击规范进行了220小时,共计2720个冷热冲击循环的冷热冲击试验,试验过程符合该规范的技术要求。冷冲击和热冲击见下图。

冲击试验箱

冷冲击


热冲击试验箱

热冲击


冷热冲击过程控制

冷热冲击过程控制


被试发动机用改进后的冷热冲击试验装置进行的产品技术条件规定的220小时冷热冲击试验,热、冷循环的发动机冷却液出口温度及控制转换时间全部符合表1的规定,装置运行可靠。

本次热冲击试验装置的改进成果显示,在现用水温控制系统的基础上,采用增加储能槽和交换器,通过集成一个适合冷冲击循环的子系统,可以满足更高技术要求的冷热冲击试验。从而提高试验设备的改造能力。


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