一种发动机冷却液高温沉积性能测试系统及方法

文档序号:188266 发布日期:2021-11-02 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种发动机冷却液高温沉积性能测试系统及方法 (System and method for testing high-temperature deposition performance of engine coolant ) 是由 许扬 闫瑾 王彦冬 彭壹帅 汪玉瑄 桃春生 王清国 韩俊楠 王宏志 于 2021-07-22 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种发动机冷却液高温沉积性能测试系统,包括具有第一容纳腔的第一测试模块,第一测试模块包括与第一容纳腔连通的第一金属测试件;具有第二容纳腔的第二测试模块,第二测试模块包括与第二容纳腔连通的第二金属测试件,第一容纳腔与第二容纳腔连通;与第一容纳腔及第二容纳腔连接的循环泵。本发明中第一测试模块与第二测试模块具有不同工作温度,能够模拟发动机与散热器的工作环境;发动机冷却液在不同温度下,在第一金属测试件与第二金属测试件表面分别形成覆盖层,引起第一金属测试件与第二金属测试件的质量发生变化,通过质量变化的大小,可分析得出发动机冷却液的沉积性能,结构简单,操作方便。(The invention relates to a system for testing the high-temperature deposition performance of engine coolant, which comprises a first testing module with a first accommodating cavity, wherein the first testing module comprises a first metal testing piece communicated with the first accommodating cavity; the second testing module is provided with a second accommodating cavity and comprises a second metal testing piece communicated with the second accommodating cavity, and the first accommodating cavity is communicated with the second accommodating cavity; and the circulating pump is connected with the first accommodating cavity and the second accommodating cavity. The first test module and the second test module have different working temperatures, and can simulate the working environment of an engine and a radiator; the engine coolant forms the overburden respectively on first metal test piece and second metal test piece surface under different temperatures, causes the quality of first metal test piece and second metal test piece to change, and through the size that the quality changes, the deposition performance of engine coolant can be obtained in the analysis, simple structure, convenient operation.)

一种发动机冷却液高温沉积性能测试系统及方法

技术领域

本发明涉及沉积性能测试技术领域,特别是涉及一种发动机冷却液高温沉积性能测试系统及方法。

背景技术

发动机冷却液在工作过程中,长时间处于高温环境中。高温环境导致发动机冷却液中的金属缓蚀剂组分极不稳定。一方面,金属缓蚀剂在高温环境下急速氧化出现聚合,另一方面,金属缓蚀剂因溶剂减少而析出,从而在金属表面沉积并形成一层致密的沉积物覆盖层,影响发动机散热,甚至堵塞水道,影响整车热管理系统的正常工作。然而不同的发动机冷却液中的金属缓蚀剂比例不同,从而导致该发动机冷却液在高温环境下的沉积量不同,即发动机冷却液的高温沉积性能不同。

发明内容

基于此,有必要针对不同发动机冷却液的沉积性能具有差异的问题,提供一种发动机冷却液高温沉积性能测试系统及方法。

一种发动机冷却液高温沉积性能测试系统,包括

第一测试模块,具有能够盛放发动机冷却液的第一容纳腔,所述第一测试模块包括与所述第一容纳腔连通的第一金属测试件;

第二测试模块,具有能够盛放所述发动机冷却液的第二容纳腔,所述第二测试模块包括与所述第二容纳腔连通的第二金属测试件,所述第一容纳腔与所述第二容纳腔连通;

循环装置,与所述第一容纳腔及所述第二容纳腔通过管路连接,所述循环装置用于使所述发动机冷却液在所述第一容纳腔与所述第二容纳腔之间循环;

其中,所述第一容纳腔内的温度与所述第二容纳腔内的温度不同,所述第一金属测试件与所述第二金属测试件均能够与所述发动机冷却液反应,以通过所述第一金属测试件与所述第二金属测试件的质量变化量检测所述发动机冷却液的沉积量。

在其中一个实施例中,所述第一测试模块包括第一容器,所述第一容器具有所述第一容纳腔,所述第一金属测试件位于所述第一容纳腔内。

在其中一个实施例中,所述第一测试模块包括加热器、第一温控组件;

所述加热器设置于所述第一容器,所述第一温控组件位于所述第一容纳腔内;

所述加热器与所述第一温控组件通讯相连,所述加热器用于加热所述第一容纳腔内的所述发动机冷却液,所述第一温控组件用于检测所述第一容纳腔内的所述发动机冷却液的温度,并根据检测的所述发动机冷却液的温度控制所述加热器加热所述发动机冷却液的温度至第一预设值。

在其中一个实施例中,所述第一温控组件包括相互连接的第一温度控制器与第一温度探头,所述第一温度探头用于检测所述发动机冷却液的温度,所述第一温度控制器与所述加热器通讯相连,所述第一温度控制器用于根据检测的所述发动机冷却液的温度控制所述加热器加热所述发动机冷却液的温度至第一预设值。

在其中一个实施例中,所述第二金属测试件具有所述第二容纳腔。

在其中一个实施例中,所述第二金属测试件呈管状,所述第二金属测试件具有呈管状的所述第二容纳腔。

在其中一个实施例中,所述第二测试模块还包括相互连接的冷凝器与第二温控组件,所述冷凝器设置于所述金属管道,所述第二温控组件位于所述第二容纳腔内;

所述冷凝器与所述第二温控组件通讯相连,所述冷凝器用于降低所述第二内腔内的所述发动机冷却液温度降低,所述第二温控组件用于检测所述第二容纳腔内的所述发动机冷却液的温度,并根据检测的所述发动机冷却液的温度控制所述冷凝器降低所述发动机冷却液的温度至第二预设值。

在其中一个实施例中,所述第二温控组件包括相互连接的第二温度控制器与第二温度探头,所述第二温度探头用于检测所述发动机冷却液的温度,所述第二温度控制器与所述冷凝器通讯相连,所述第二温度控制器用于根据检测的所述发动机冷却液的温度控制所述冷凝器降低所述发动机冷却液的温度至所述第二预设值。

在其中一个实施例中,所述发动机冷却液高温沉积性能测试系统还包括压力调节模块,所述压力调节模块连接至所述管路中,用于调节所述管路中的压力。

本发明还提供一种使用如上所述的系统的发动机冷却液高温沉积性能测试方法,所述测试方法包括步骤:

提供发动机冷却液至所述第一容纳腔或者所述第二容纳腔内,称量所述第一金属测试件与所述第二金属测试件的质量;

启动所述循环装置,并调节所述第一容纳腔与所述第二容纳腔内的温度;

测试预设时间后,调节所述第一容纳腔与所述第二容纳腔内的温度至室温,并关闭所述循环装置;

取出所述第一金属测试件与所述第二金属测试件并进行清洗、烘干及称重,得到所述第一金属测试件与所述第二金属测试件的质量变化量;

根据所述第一金属测试件与所述第二金属测试件各自的质量变化量,得出所述发动机冷却液的沉积量。

上述发动机冷却液高温沉积性能测试系统及方法,由于第一测试模块与第二测试模块具有不同工作温度,能够模拟发动机与散热器的工作环境;此外,发动机冷却液在不同温度下,在第一金属测试件与第二金属测试件表面分别形成覆盖层,由于覆盖层的产生,引起第一金属测试件与第二金属测试件的质量发生变化,通过质量变化的大小,可分析得出发动机冷却液的沉积性能,结构简单,操作方便。

附图说明

图1为本申请一实施例中发动机冷却液高温沉积性能测试系统的结构示意图;

图2为两种不同类型发动机冷却液的测试结果对比图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

目前市场上提供的发动机冷却液主要由乙二醇、水以及各种添加剂组成,其中添加剂中最重要的组分为金属缓蚀剂。金属缓蚀剂通过在金属表面形成一层化学或物理覆盖层,阻碍发动机冷却液中的氢、氧与金属发生电子转移,从而降低金属腐蚀倾向与腐蚀速率,实现缓蚀效果。

然而随着对于环保及油耗要求的提高,发动机趋于小型化、轻量化。在此基础上,为确保发动机动力性,其工作温度不断升高。由于发动机冷却液长期处于高温高压的工作环境,其局部温度可高达200℃以上,从而出现局部沸腾的现象。在这种情况下,发动机冷却液中的金属缓蚀剂处于极不稳定的工作状态。一方面,金属缓蚀剂在高温状态下急速氧化出现聚合;另一方面,金属缓蚀剂因溶剂减少而析出,在金属表面沉积并形成一层致密的覆盖层,影响发动机散热,甚至堵塞水道,影响整车热管理系统的正常工作。由此可知,发动机冷却液高温沉积性能的好坏,直接影响整车热管理系统的工作状态。基于此,本发明提出一种能够检测发动机冷却液高温沉积性能的测试系统及测试方法。

参阅图1,本发明一实施例提供了一种发动机冷却液高温沉积性能测试系统100,包括相互连通的第一测试模块10、第二测试模块20以及循环装置30。

第一测试模块10具有能够盛放发动机冷却液的第一容纳腔,第一测试模块10包括与第一容纳腔连通的第一金属测试件。第二测试模块20具有能够盛放发动机冷却液的第二容纳腔,第二测试模块20包括与第二容纳腔连通的第二金属测试件,第一容纳腔与第二容纳腔连通。

循环装置30与第一容纳腔及第二容纳腔通过管路40连接,循环装置30用于使发动机冷却液在第一容纳腔与第二容纳腔之间循环。在本具体实施例中,循环装置30采用水泵,以便对管路中的发动机冷却液进行循环。

其中,第一容纳腔的温度与第二容纳腔的温度不同,第一金属测试件与第二金属测试件均能够与发动机冷却液反应,以通过第一金属测试件与第二金属测试件的质量变化量检测发动机冷却液的沉积量。

在本具体实施例中,第一容纳腔与第二容纳腔设置不同温度,分别模拟发动机与散热器的工作环境。发动机冷却液位于第一容纳腔内时,在一定温度下与第一金属测试件发生反应。发动机冷却液在第一金属测试件表面析出沉积物质并形成一层覆盖层,导致第一金属测试件的质量发生变化。同样的,发动机冷却液位于第二容纳腔内时,在另一温度下与第二金属测试件发生反应。发动机冷却液在第二金属测试件析出沉积物质并形成一层覆盖层,导致第二金属测试件的质量发生变化。通过第一金属测试件与第二金属测试件质量的变化值,即可分析得出该发动机冷却液的沉积性能。

具体的,第一容纳腔内的温度高于第二容纳腔内的温度。在一些实施例中,由于发动机通常的工作环境温度为100℃-150℃,散热器通常的工作环境温度为80℃-100℃。因此第一容纳腔内的温度范围选取在150℃-200℃之间,第二容纳腔的温度范围选取在88℃-110℃之间。在本具体实施例中,由于高温环境下更能够体现发动机冷却液的沉积性能的好坏,因此第一容纳腔内的温度设定为190℃,第二容纳腔内的温度设定为100℃。

在本具体实施例中,第一测试模块10包括第一容器,第一容器具有第一容纳腔,第一金属测试件位于第一容纳腔内,使得第一金属测试件与第一容纳腔连通。发动机冷却液注入第一容纳腔之后,第一金属测试件淹没于发动机冷却液中,与发动机冷却液发生反应。优选的,第一容器为一钢质容器。使用时只需将第一金属测试件放入该钢质容器或从该钢质容器内取出即可,不影响钢质容器内盛放的发动机冷却液,方便易操作。

第二金属测试件具有第二容纳腔。即在本具体实施例中,第二金属测试件为具有第二容纳腔的一容器。在能够实现测试目的的基础上,使结构更加简单。

进一步的,第二金属测试件呈管状,第二金属测试件具有呈管状的第二容纳腔。

具体的,第一金属测试件为金属片,金属片放置于第一容器内,与第一容纳腔内的发动机冷却液反应。第二金属测试件为金属管道。金属管道既作为盛放发动机冷却液的第二容纳腔,又作为第二金属测试件。发动机冷却液盛放于金属管道内可与金属管道发生反应。此外,由于第一容器口径较大,而金属管道口径较小,发动机冷却液流过第二容纳腔时的流速大于流过第一容纳腔时的流速,从而更好的模拟发动机冷却液在发动机与散热器内的不同流速。

第一测试模块10包括加热器与第一温控组件。其中,加热器设置于第一容器,第一温控组件位于第一容纳腔内。加热器与第一温控组件通讯相连,加热器用于加热第一容纳腔内的发动机冷却液。第一温控组件用于检测第一容纳腔内的发动机冷却液的温度,并根据检测的发动机冷却液的温度控制加热器加热发动机冷却液的温度至第一预设值。通过第一温控组件对第一容纳腔内的发动机冷却液温度进行监测,监测结果与第一预设值比较并发出指令至加热器,加热器根据指令对第一容纳腔内的发动机冷却液加热。通过加热器与第一温控组件的配合,能够实时监控第一容纳腔内发动机冷却液的温度,使其稳定维持在第一预设值,使检测结果更加准确,且结构简单易操作。

进一步的,第一温控组件包括相互连接的第一温度控制器与第一温度探头。第一温度探头用于检测发动机冷却液的温度,第一温度控制器与加热器通讯相连。第一温度控制器用于根据检测的发动机冷却液的温度控制加热器用于加热发动机冷却液的温度值至第一预设值。第一温度探头与第一温度控制器共同配合,实现对发动机冷却液温度的探测及调控,使测试过程更加便捷。

在本具体实施例中,第二测试模块20包括相互连接的冷凝器与第二温控组件,冷凝器设置于金属管道,第二温控组件位于第二容纳腔内。冷凝器与第二温控组件通讯相连,冷凝器用于降低第二容纳腔内的发动机冷却液温度。第二温控组件用于检测第二容纳腔内的发动机冷却液的温度,并根据检测的发动机冷却液的温度控制冷凝器降低发动机冷却液的温度至第二预设值。具体的,冷凝器采用螺旋管式冷凝器,并将其绕设于金属管道外侧。在不影响金属管道内的发动机冷却液的基础上,对其进行降温处理。

具体的,本实施例还提供一安装架,将金属管道安装于安装架上。发动机冷却液在第一容器内经过加热器加热后,达到较高的第一预设值。达到金属管道后,在冷凝器的作用下将温度降低至第二预设值。

第二温控组件包括第二温度控制器与第二温度探头。第二温度探头用于检测发动机冷却液的温度,第二温度控制器与冷凝器通讯相连,第二温度控制器用于根据检测的发动机冷却液的温度控制冷凝器降低发动机冷却液的温度至第二预设值。第二温度探头与第二温度控制器共同配合,实现对发动机冷却液温度的探测及调控,使测试过程更加便捷。

发动机冷却液高温沉积性能测试系统100还包括压力调节模块50,压力调节模块50连接至管路40中,用于检测并控制管路40中的压力。具体的,压力调节模块50包括压力控制器与压力传感器。压力控制器用于控制发动机冷却液高温沉积性能测试系统100内部的压力保持稳定。压力传感器用于监控及检测发动机冷却液高温沉积性能测试系统100内部的压力。通过压力控制器与压力传感器的配合,实现对整个测试系统管路中压力的调控,结构简单易操作。

基于与上述发动机冷却液高温沉积性能测试系统100相同的构思,本发明还提供一种使用上述系统的发动机冷却液高温沉积性能测试方法,该测试方法包括以下步骤:

S1、提供发动机冷却液至第一容纳腔或者第二容纳腔内,称量第一金属测试件与第二金属测试件的质量;

S2、启动循环装置,并调节第一容纳腔与第二容纳腔内的温度;

S3、测试预设时间后,调节第一容纳腔与第二容纳腔内的温度至室温,并关闭循环装置;

S4、取出第一金属测试件与第二金属测试件并进行清洗、烘干及称重,得到第一金属测试件与第二金属测试件的质量变化量;

S5、根据第一金属测试件与第二金属测试件各自的质量变化量,得出所述发动机冷却液的沉积量。

步骤S2具体包括,通过控制第一温控组件检测第一容纳腔内发动机冷却液的温度,并根据检测的发动机冷却液温度控制加热器,使第一容纳腔内的发动机冷却液的温度加热至第一预设值。第一容纳腔内的发动机冷却液循环至第二容纳腔内之后,通过控制第二温控组件检测第二容纳腔内发动机冷却液的温度,并根据检测的发动机冷却液的温度控制冷凝器降低发动机冷却液的温度至第二预设值。

步骤S3具体包括,分别关闭加热器与冷凝器,使第一容纳腔与第二容纳腔内的温度恢复室温。

本发明具体使用时,可用于测试多种发动机冷却液的沉积性能。例如,首先配制两种不同类型的发动机冷却液A与发动机冷却液B。分别称量质量相等的第一金属片、第二金属片、第一金属管道以及第二金属管道,将第一金属片放入装有发动机冷却液A的第一容器内,将第一金属管道安装于安装架上并与装有发动机冷却液A的第一容器连通。相对应的,将第二金属片放入装有发动机冷却液B的第一容器内,将第二金属管道安装于安装架上并与装有发动机冷却液B的第一容器连通。

分别开启与装有发动机冷却液A的第一容器连通的第一水泵和与装有发动机冷却液B的第一容器连通的第二水泵。分别调节装有发动机冷却液A的第一容器与装有发动机冷却液B的第一容器内的温度至190℃,分别调节第一金属管道与第二金属管道内的温度至100℃。同时调节各自系统内的压力值至0.12MPa,使其在设定时间内发生反应。反应时间达到后,关闭各自系统内的加热器、第一温控组件、冷凝器以及第二温控组件,在室温下冷却。待系统温度达到室温后,调节各自系统中的压力调节模块50至常压,并关闭第一水泵与第二水泵。

分别取出第一金属片、第二金属片、第一金属管道以及第二金属管道,使用蒸馏水清洗,并分别烘干、称重,得到第一金属片质量M1、第二金属片质量M1′、第一金属管道质量M2以及第二金属管道质量M2′。经过计算可得到第一金属片质量变化值ΔM1、第二金属片质量变化值ΔM1′、第一金属管道质量变化值ΔM2以及第二金属管道质量变化值ΔM2′,如图2所示。由于第一金属片质量变化值ΔM1与第一金属管道质量变化值ΔM2均小于第二金属片质量变化值ΔM1′与第二金属管道质量变化值ΔM2′,因此可得出,发动机冷却液A的抗高温沉积性能优于发动机冷却液B。

上述实施例中的发动机冷却液高温沉积性能测试系统100及方法,至少具有以下优点:

1)第一测试模块10与第二测试模块20具有不同工作温度,从而更好的模拟发动机与散热器的工作环境,使测试结果更加准确;

2)通过第一金属测试件与第二金属测试件分别与发动机冷却液发生反应,引起其自身质量发生变化,根据质量变化量,可快速直接的得出不同发动机冷却液的沉积性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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