電磁(cí)流量計在(zài)車輛(liàng)冷卻系統(tǒng)中研究 發布時間:2021-9-22 08:29:19
文(wén)章介紹了(le)一種(zhǒng)新的 非插入式流量計 的工作(zuò)原理,以某車輛(liàng)冷卻系(xì)統爲例(lì),搭建(jiàn)了電磁流(liú)量計 測試整車冷卻系(xì)統(tǒng)流量計台(tái)架,進(jìn)行各(gè)支路流量測試(shì),并進行(háng)結(jié)果分析,認爲非(fēi)插入(rù)式流量(liàng)計可以在車(chē)輛冷卻系(xì)統中進行(háng)應用,并指出了存(cún)在(zài)的問題。 傳統的(de)汽車冷卻系統(tǒng)流量(liàng)測試是将流量計(jì)布(bù)置在(zài)汽車(chē)冷(lěng)卻系(xì)統(tǒng)各回路中對冷(lěng)卻液流量(liàng)進行測試(shì),這種插入(rù)式(shì)測量方(fāng)法由(yóu)于流(liú)量(liàng)計(jì)本身(shēn)存在流阻(zǔ)問題(tí)會導緻各支路(lù)的流量測量結(jié)果不(bú)能(néng)真實反(fǎn)應各(gè)支路的流量結(jié)果。而電磁(cí)式流量(liàng)計(jì)這種非插入式(shì)測量(liàng)方法由于采用(yòng)電磁(cí)感應原理(lǐ)不存在流(liú)阻的(de)問題,測(cè)試結果(guǒ)能真(zhēn)實(shí)反應原(yuán)系統(tǒng)的狀态,因(yīn)此,在整車冷卻(què)系統流量(liàng)測試(shì)中逐漸(jiàn)被(bèi)更多研發人員所采(cǎi)用。 1.電(diàn)磁流量計(jì)介紹(shào) 如圖1所示(shì),電磁流(liú)量(liàng)計是(shì)一-種(zhǒng)非(fēi)插入式(shì)流量測量設備(bèi),在(zài)工業(yè)上廣泛(fàn)應用于化(huà)工(gōng)化(huà)纖、食品、礦冶、環(huán)保、鋼鐵(tiě)、石油及(jí)制藥等(děng)領域,但(dàn)在(zài)汽車冷(lěng)卻系(xì)統中應用不多。 電(diàn)磁流量(liàng)計原理是基(jī)于(yú)法(fǎ)拉第(dì)電磁感應(yīng)定律(lǜ),導電液體(tǐ)在磁(cí)場中(zhōng)作切(qiē)割磁(cí)力線(xiàn)運(yùn)動時,導(dǎo)體中産生(shēng)感應電動勢e;測量流(liú)量時(測(cè)量(liàng)管的(de)内徑爲(wèi)d),流體流(liú)過垂(chuí)直于流動(dòng)方向(xiàng)的磁(cí)場,導(dǎo)電性液體(tǐ)的流動感應(yīng)出一個(gè)與平均速度v(亦(yì)即體積流量)成正比(bǐ)的電壓,其(qí)感應電壓(yā)信号(hào)通過兩(liǎng)個(gè)與液體直接(jiē)接觸的(de)電極檢(jiǎn)出(chū),并通(tōng)過電(diàn)纜(lǎn)傳送至(zhì)放大器,然(rán)後(hòu)轉換成統一輸出信号,e=kbvd(k爲儀表常(cháng)數)。在(zài)流量(liàng)大于(yú)1m/s時,精度在0.5%以内(nèi),圖2爲6種型号電(diàn)磁流量計(jì)在不(bú)同管徑下測量(liàng)精度随流量的(de)變化(huà)趨(qū)勢(shì)。 在某車型流量測試中的應用 1.冷卻系統原理 某車型發(fā)動機采用(yòng)三個(gè)冷卻(què)循環(huán)系統,即在傳統(tǒng)的大、小循環基(jī)礎上(shàng)增加(jiā)一個(gè)節溫器(qì)來實現(xiàn)附加(jiā)冷卻循環(huán)。同時在冷卻系(xì)統循(xún)環(huán)中(zhōng)增加了一(yī)一個(gè)電子(zǐ)水泵,該電(diàn)子水(shuǐ)泵安裝在冷卻(què)風扇支(zhī)架上,既(jì)可以給增壓器進行(háng)冷卻,又可(kě)以在突然停機時給(gěi)發動機進(jìn)行冷卻。發動機的冷卻系統原(yuán)理如圖3所示。 2.測試過程 本次發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)流量測(cè)試包括散熱器水(shuǐ)路、暖風水(shuǐ)路(lù)、機油冷(lěng)卻器水路和(hé)渦(wō)輪增壓(yā)器水路(lù)的測試(shì),從圖3原(yuán)理圖(tú)中(zhōng)可以看(kàn)出暖風散熱器(qì)與機油冷卻器(qì)串聯,所以(yǐ)在此(cǐ)處布置(zhì)-一(yī)個流(liú)量傳感器(qì)即可(kě),另外(wài)兩個流量(liàng)計布置在(zài)增(zēng)壓器與(yǔ)散熱器冷卻水路(圖3中流(liú)量計(jì)用深綠色(sè)原點表示)。測量(liàng)待測(cè)回路接(jiē)口處尺寸如表1所示。 流(liú)量計(jì)在整車上(shàng)的安裝步驟(zhòu)如下:配(pèi)備新(xīn)管路清(qīng)空(kōng)冷卻(què)液-拆除(chú)原(yuán)裝管(guǎn)路用新管(guǎn)路從接口(kǒu)處(chù)引出+将流量(liàng)計串(chuàn)聯其(qí)中形成(chéng)回路。 考慮到(dào)流量計的安裝方便(biàn)性及(jí)避免管路彎折,流(liú)量(liàng)計布(bù)置在(zài)高于(yú)原管(guǎn)路的位置,同時考慮(lǜ)到提升高度會(huì)影響(xiǎng)原(yuán)冷卻系(xì)統(tǒng)流量分配,采取擡高膨脹水壺位置的(de)措施盡量(liàng)減小影響(xiǎng)。整個測前(qián)準備工作完成(chéng)後,正(zhèng)式開始(shǐ)流(liú)量測試,分别(bié)記錄整車處于冷機和熱機兩種狀态(tài)發動機轉速(r/min)在(zài)900(怠速)1000、1500、2000、2500、3000、4000以及4300(節氣門開度最(zuì)大)時(shí)流量穩(wěn)定時數(shù)據。 3.測試結果 測(cè)試結(jié)果顯示,本(běn)次測試還發現(xiàn),在發動機熄火(huǒ)後,增壓(yā)器處仍有水(shuǐ)流通過,流(liú)量最高(gāo)爲(wèi)3.3/min,說明(míng)增壓器(qì)爲了(le)防(fáng)止熱停機(jī)過熱,冷卻系統(tǒng)設置(zhì)了停機(jī)水(shuǐ)泵續(xù)轉策略(luè)。 基(jī)于(yú)測試(shì)結果(guǒ)數據(jù)繪制(zhì)轉速(sù)/流量(liàng)曲線圖如圖4、圖5所示(shì)。從圖中可(kě)以看出,冷卻系統中各條(tiáo)測試(shì)回路在冷機與熱機(jī)兩種(zhǒng)狀(zhuàng)态(tài)下(xià)均(jun1)呈線(xiàn)性(xìng)增(zēng)長,與整車發(fā)動機冷卻系統實際流量增長規律相(xiàng)符合,試驗結果有效,測(cè)試(shì)方法(fǎ)可行。 結(jié)語 通過(guò)本次電磁(cí)流量計在(zài)某車(chē)型冷(lěng)卻系(xì)統流(liú)量測(cè)試中(zhōng)的過(guò)程總(zǒng)結及經(jīng)驗積累,總結(jié)了關(guān)于整(zhěng)車(chē)發動(dòng)機冷卻(què)系統(tǒng)流量測試(shì)正确率的控制(zhì)方法、結(jié)果數據(jù)判斷方法及标定(dìng)方法。 同(tóng)時,在(zài)測試過程中也(yě)發現(xiàn),流量(liàng)計的(de)固定是本(běn)次測(cè)試存(cún)在的主要難題,高(gāo)度的選(xuǎn)定和安裝牢靠(kào)性均會對(duì)測量(liàng)結果(guǒ)有(yǒu)一定影(yǐng)響,因(yīn)此今(jīn)後将在整車冷卻系(xì)統流量測試中(zhōng)添加(jiā)流量計工(gōng)裝測試台,形成規範性的測試(shì)平台,這樣将使(shǐ)電磁流量計更(gèng)方便用于(yú)整車冷卻系統流量測試(shì)。
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